JP2001507501A

JP2001507501A - Electrochemical fuel cell power plant with leak-free built-in hydrocarbon fuel reformer

Info

Publication number: JP2001507501A
Application number: JP51462098A
Authority: JP
Inventors: デデラー，ジェフリー，ティー; ヘイガー，チャールズ，エイ
Original assignee: シーメンス・ウエスチングハウス・パワー・コーポレイション
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 2001-06-05
Also published as: CA2266777A1

Abstract

(57)【要約】電気化学的燃料電池発電装置（１０）は、各々が燃料電極（２８）と、空気電極（３０）と、これらの電極間の固体酸化物電解質（３２）とを有する、複数の細長い燃料電池（２６）を含む発電室（１６）を備える。この発電室内の燃料電池を部分的に隔離する軸方向に細長い仕切り（５８）のうち少なくとも１つ（６０）は、発電反応の前に改質可能燃料ガス混合物を改質する。少なくとも１つの改質器兼仕切り（６２）は中空であり、閉端部（７０）と改質可能燃料混合物入口である開端部（６８）を有する。改質可能燃料混合物は開端部から仕切りの閉端部へ流れ、そこで流れ方向を反転した後、中空の壁に沿って流れるにつれて改質され、最後に改質済み燃料として仕切りの開端部から排出される。さらに、改質器兼仕切りは、改質可能ガス混合物が仕切りを介して拡散するのを防止するため入口の所を除き改質器兼仕切りの外壁を取り囲んだ金属箔のガス拡散隔壁（７６）を有する複合構造であり、この複合構造はまたガス拡散隔壁による燃料電池の短絡を防止するため入口の所を除き外側の絶縁ジャケット（７８）内に収容されている。 An electrochemical fuel cell power generator (10) each having a fuel electrode (28), an air electrode (30), and a solid oxide electrolyte (32) between these electrodes. A power generation chamber (16) including a plurality of elongated fuel cells (26) is provided. At least one (60) of the axially elongated partitions (58) partially isolating the fuel cell in the power generation chamber reforms the reformable fuel gas mixture prior to the power generation reaction. At least one reformer-compartment (62) is hollow and has a closed end (70) and an open end (68) that is the inlet of the reformable fuel mixture. The reformable fuel mixture flows from the open end to the closed end of the partition, where it reverses flow direction, is reformed as it flows along the hollow walls, and finally exits the open end of the partition as reformed fuel. Is done. In addition, the reformer / partition is a metal foil gas diffusion partition (76) surrounding the outer wall of the reformer / partition except at the entrance to prevent the reformable gas mixture from diffusing through the partition. The composite structure is also housed in an outer insulating jacket (78) except at the entrance to prevent shorting of the fuel cell by the gas diffusion barrier.

Description

【発明の詳細な説明】漏れのない内臓型炭化水素燃料改質器を有する電気化学的燃料電池発電装置１．政府契約アメリカ合衆国政府は、米国エネルギー省が結んだ契約第ＤＥ−ＦＣ２１−９１ＭＣ２８０５５号によって、本発明に関し権利を有する。２．発明の分野本発明は、固体電解質燃料電池よりなり発電所として空気と燃料ガスから発電を行う電気化学的発電装置の分野及びかかる装置の構成に係わる。さらに詳細には、本発明は、発電装置の燃料電池スタック内で電気化学的に処理される前に、供給される炭化水素燃料の状態を予め調整する内臓型炭化水素燃料ガス改質器を有する高温固体酸化物電解質燃料電池発電装置の分野及びその構成に係わる。本発明は、さらに詳細には、高温固体酸化物電解質燃料電池発電装置の燃料電池スタック内で使用され、炭化水素改質器及び燃料電池スタック隔壁の二重の機能を有する内臓型炭化水素改質器の分野及びその改良型構成に関する。本発明は特に、燃料ガスの漏れを少なくし構造的健全性を向上させるガス隔離手段を備えた内臓型炭化水素燃料改質器兼燃料電池スタック隔壁を提供する。３．発明の背景高温固体酸化物電解質燃料電池及びマルチセル発電装置やその構成は周知であり、米国特許第４，３９５，４６８号(Isenberg)及び４，４９０，４４４号(Ise nberg)に教示されている。固体酸化物燃料電池発電装置は、炭化水素から取り出される化学燃料を直流電気に変換するように設計されている。従来、固体酸化物燃料電池発電装置は、固体酸化物電解質に充分な導電性をもたせて発電作用のある電気化学的反応を行わせるために、約６００℃と１２００℃の間、さらに詳細には約８００℃と１０５０℃の間の温度で運転される。かかるマルチセル発電装置は、電気接続された複数の管状固体酸化物燃料電池が燃料電池スタックとしても知られるアルミナボードのハウジングで画定された発電室内に配置され、酸化剤ガスと改質済み炭化水素燃料ガスにさらされるものである。大型のマルチセル発電装置は、米国特許第４，８７６、１６３号(Reich ner)及び４，８０８，４９１号(Reicnner)に記載されるように、アルミナボードのような絶縁材の隔壁が個々の燃料電池間或いは複数の燃料電池の束の間に配置されてそれらの間を断熱且つ電気的絶縁し、また発電装置内の構造支持体として働く。これらの隔壁は通常、１２個から３６個の燃料電池を含むことの多い電池束の列を仕切るために使用される。マルチセル発電装置の特徴は、細長い複数の管状固体酸化物燃料電池が平行な電池束を形成するように配置されていることである。管状の各固体酸化物燃料電池は、例えばストロンチウムをドープした亜マンガン酸ランタンの多孔質内側空気電極を含む。この空気電極を、例えばイットリア安定化ジルコニアの緻密で気密の固体酸化物電解質が、電池の活性長さ全体に沿って延びる細条部を除き覆っている。この露出した細条部は、隣接する燃料電池または電力用接点への接触領域として働く、例えばマグネシウムをドープした亜クロム酸ランタンの緻密で気密の相互接続層で覆われている。この固体酸化物電解質は、相互接続部の近傍を除いて、例えばニッケル−ジルコニアサーメットの多孔質燃料電極により覆われている。使用済み燃料は使用ずみ酸化剤と別の燃焼室で結合して燃焼し、高温の排気ガスとして発電装置から排出される。これらの高温固体酸化物マルチセル発電装置は、空気と燃料が結合して電気化学的反応により熱と電気を発生させる。この燃料は、石炭から抽出した燃料ガス、天然ガス、蒸留燃料のような化石燃料から取り出すことができる。固体酸化物燃料電池はそれぞれ、空気と接触し酸素イオンが形成される燃料電池の空気電極（カソード）から空気電極と燃料電極の間の固体酸化物電解質を介して燃料電極（アノード）へ酸素イオンを容易に通すものである。酸素イオンは、改質済み炭化水素燃料ガスから取り出した一酸化炭素（ＣＯ）及び／または水素（Ｈ₂）と反応して電子を放出することにより発電を行う。しかしながら、発電装置の燃料電池用燃料として、メタン、エタン、天然ガス（大部分がメタンの他にエタン、プロパン、ブタン及び窒素を含む）のような炭化水素混合物、ナフサのような気化石油留出物、またはエチルアルコールのようなアルコール類を含む炭化水素燃料を直接使用するのは問題がある。これらの炭化水素を燃料ガスとして直接用いると、発電装置の燃料電池及び他の成分上に炭素が堆積しまたススとなり、望ましくないことに、燃料電池の効率が低下すると共に適性な発電動作の障害となり得る。例えば、燃料電池上の炭素堆積物は多孔質電極のガス伝搬路を塞ぎ、電極間に電気的短絡を発生させることがある。絶縁材のような他の発電装置の成分上に炭素が堆積すると、絶縁効率が減少して、電池束間を分離する絶縁物を介して電気的短絡路が形成される。従って、燃料電池発電装置に供給される燃料は一般的に、一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ₂）に限られている。一酸化炭素燃料及び水素燃料は炭化水素燃料ガスを改質することによって得られる。改質は、改質可能な炭化水素燃料を水蒸気及び／または炭酸ガスと結合させて一酸化炭素及び水素を発生させるプロセスである。例えば、水と炭酸ガスを用いてメタンを改質する反応は下記の式（１）及び（２）で与えられる。ＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ₂ （１）ＣＨ₄＋ＣＯ₂→ＣＯ＋２Ｈ₂ （２）従って、燃料電池発電装置に有害な影響を与えずに炭化水素燃料を効率良く使用するためには、新鮮な炭化水素燃料ガスを、通常、循環される使用済み燃料ガスから得られる水蒸気及び／または炭酸ガスと結合させて改質可能な燃料混合物を形成する。この改質可能な燃料混合物を、通常は白金またはニッケル化合物でありペレット状またはボード状アルミナの上に担持された改質用触媒を用いて改質する、即ち一酸化炭素と水素に転換する。この改質済み燃料を、発電装置の燃料電池スタックの固体酸化物燃料電池のための燃料ガスとして使用する。炭化水素の改質は吸熱反応（即ち、熱を必要とする）であるため、この反応には熱を供給しなければならない。燃料電池発電装置の外部で炭化水素燃料を改質すると、改質器及び発電装置と改質器を結ぶ導管内で熱としてのエネルギーが失われ、発電装置システムがさらに複雑になる（即ち、熱交換器、ポンプ及び大きなスペースが必要になる）と共に全体コストが上昇するため、望ましくない。米国特許第４，１２８，７００号は、燃料電池発電装置の外部における燃料の改質に関するものである。発電装置の内部で炭化水素燃料を改質しようとする試みがあるが、これは特に、燃料改質の適温が固体酸化物燃料電池の運転温度である約６００℃乃至１２００℃、さらに詳細には約８００℃乃至１０５０℃に近い約９００℃乃至１０００℃の範囲にあるという理由で望ましいことである。米国特許第４，３７４，１８４号(Somers，et al.)は、この問題を、管状の各燃料電池に意図的に形成した不活性端部上で内部改質を行うことで解決している。この方法によると、燃料電池スタック内の過大な温度勾配が幾分緩和される。しかしながら、この方法は燃料電池スタック内の燃料電池活性領域を著しく減少させる。米国特許第４，７２９，９３１号(Grimble)は、燃料電池の発電室の近傍で燃料電池スタックの外部にある触媒室内に配置した、細かく砕いたニッケルまたは白金のような炭化水素燃料改質用触媒充填物により内部改質を行っている。この構成は、炭化水素燃料ガスをノズルに供給して水蒸気及び炭酸ガスを含む使用済み循環燃料ガスと混合し、この改質可能なガス混合物を発電室の側部に沿ってそれと熱交換関係で搬送して改質の行われる触媒充填物内へ導いた後、改質済みガスを発電室内の燃料電池燃料プレナムへ送る。米国特許第４，８０８，４９１号(Reicnner)は、改質用熱源として発電装置の排気ガスを用いて内部改質を行うが、この排気ガスは燃料電池スタックの外部であるが燃料電池の閉端部直下の改質用触媒と熱交換関係で送られる。上述した内部改質法にとって、燃料電池スタック及び改質器内に過大な温度勾配を発生させることなく吸熱改質反応に要する熱を移送させるのは依然として解決困難な課題である。温度勾配が過大になるのを防止するためには、燃料電池へい送る空気の流量を燃料との電気化学的反応に要する量以上に増加させなければならない。この熱移送の問題の１つの解決法が米国特許第４，９８３，４７１号（Reicnner et al.）に記載されているが、この特許では改質可能な燃料混合物用のチャンネルが燃料電池スタックの軸方向長さを延びている。高温の使用済み循環燃料ガスと改質すべき新鮮な炭化水素燃料を混合した改質可能な燃料混合物がこのチャンネルに送り込まれ、入口ポートを通って燃料電池スタック内に入り燃料電池を長さ方向に流れる。燃料電池スタック内で、改質可能な混合物は燃料電池の長さに方向に分散する改質材と接触するが、この混合物は燃料電池と接触する前に多孔質隔離板上に含浸させたニッケルのような改質材を横断方向に通過する。この問題の別の解決法が米国特許第５，０８２，７５１号(Reichner)に記載されているが、この特許では固体酸化物燃料電池発電装置の内部における改質を燃料電池スタック内の個々の燃料電池の改質器兼仕切りまたは個々の電池束の改質器兼仕切りの上で行う。この設計は、燃料電池スタック内の細長い管状燃料電池または電池束を、改質用触媒を被覆または含浸したアルミナボードのような多孔質アルミナ絶縁材で作成できる細長い隔壁によって仕切らせている。改質器兼仕切りボードは、個々の燃料電池または電池束を内部で構造的に支持し、発電装置の固体酸化物燃料電池への燃料として改質可能な炭化水素燃料混合物を改質するという二重の目的を有する。Reichnerのこの米国特許第５，０８２，７５１号は、改質器兼仕切りが細長く燃料電池の束の間に配置されているため電池束間に仕切り壁を形成する。改質器兼仕切りはさらに、その長さの所定部分が中空であり、改質用触媒が含浸してあるため電池束にさらされる中実の細長い隔離壁を有する改質チャンネルを形成する。改質済み燃料を固体酸化物燃料電池の下の燃料入口プレナムへ送れるように、改質チャンネルへの改質可能燃料混合物の入口と、改質済み燃料ガス出口とが形成されている。この内臓型改質器の構成は、改質器の熱消費が燃料電池の束間の多数の場所において燃料電池の軸長方向に分散されるものである。従って、熱交換領域は著しく増加し、余分の流量の空気を送ることにより除去する余分の熱量が著しく減少する。この構成はまた、燃料電池の束の間にすでに存在するスペースを利用するため、燃料電池の活性領域の減少をきたさない。 Reichnerのこの米国特許第５，０８２，７５１号による装置を運転すると、未改質の炭化水素燃料が改質器兼仕切りボードを介して燃料電池のスタック内へ漏れる。これは、この内臓型改質器兼仕切りを備えた装置の効率にとって無視することのできない問題である。この燃料の漏れは、これら改質器兼仕切りボードが多孔質（低密度）アルミナ絶縁材で作られていることによる。未改質燃料が燃料電池スタックへ漏れると、燃料電池及び発電装置の他の構成要素の上に炭素が堆積することになり、望ましくない。多孔質のアルミナボードを通して未改質燃料が漏れるのを防止するために、改質器兼仕切りボードの外面上の脆いセラミックの被膜を緻密にするかまたはプラズマ溶射することが試みられているが、不成功に終わっている。この試みは、アルミナボードだけでなく外部の被膜に割れが生じるため漏れを著しく減少させることができない。この割れは、アルミナボードの表面上の大きな温度勾配により生じる熱応力、またはアルミナボードの温度勾配によるそりにより発生する。かくして、発電装置の燃料電池スタック内で炭化水素燃料を改質する共に、従来設計の装置に付随する未改質燃料の漏れを発生させずに燃料電池または電池束を支持しながら仕切る、高温固体酸化物燃料電池発電装置用の内臓型炭化水素改質器に対する需要が存在する。本発明は、炭化水素燃料用改質器としてだけでなく燃料電池スタックの仕切壁として働く二重の機能を有する電気化学的燃料電池スタックの内臓型改質器兼仕切りの改良型構成を提供する。本発明において、発明者等は、特に改質器兼仕切りボードを介する炭化水素燃料の漏れ、熱膨張を受ける際のそのボードの構造的健全性、及びそのボードの製造容易性の問題を解決した。４．発明の概要本発明の目的は、従来設計に付随する問題を解決する、燃料電池スタック内の内臓型炭化水素改質器兼仕切りを有する電気化学的燃料電池発電装置を提供することにある。本発明の別の目的は、未改質炭化水素燃料が改質器兼仕切りボードを介して燃料電池スタック内の燃料電池へ漏れるのを著しく減少させた電気化学的燃料電池発電装置の内臓型炭化水素改質器兼仕切りを提供することにある。本発明のさらに別の目的は、高温固体電解質燃料電池発電装置の燃料電池スタック内の内臓型炭化水素改質器兼仕切りであって、炭化水素燃料ガスの改質器としてだけでなく個々の燃料電池または電池束の隔壁として働き、未改質燃料の燃料電池スタックへの漏れを防止するガス隔壁手段を備え、この隔壁手段が燃料電池スタックと改質器の間の温度勾配による熱膨脹を阻止しない構造である内臓型改質器兼仕切りを提供することにある。本発明の利点の１つは、改質器兼仕切りから燃料電池への未改質燃料の漏れが著しく減少することである。本発明の別の利点は、改質器兼仕切り内での熱膨脹が許容されるため改質器兼仕切りの構造的健全性が向上する点にある。従って、本発明は、高温固体酸化物電解質燃料電池発電装置のような電気化学的発電装置であって、各々が外側燃料電極、内側空気電極、及びそれらの間の固体酸化物電解質を含む電気的に接続された細長い複数の燃料電池の１または２以上の束よりなる燃料電池アセンブリを収容した発電室と、燃料を外側燃料電極の外面へ送るための発電室への新鮮な炭化水素燃料ガス入口と、酸化剤を内側空気電極へ送るための発電室への酸化剤ガス入口と、発電室からの水蒸気及び／または炭酸ガスを含む使用済み燃料が新鮮な炭化水素燃料と混合される少なくとも１つの使用済み燃料ガス出口チャンネルと、発電室からの使用済み燃料と使用済み酸化剤とを燃焼させるための発電室と、燃焼室からの少なくとも１つの燃焼済みガス排気チャンネルとよりなり、発電装置はさらに、燃料電池または電池束の軸方向に沿って燃料電池または電池束の間に軸方向に位置してそれらの間の隔壁を形成する１または２以上の細長い仕切りを有し、少なくとも１つの細長い仕切りの内部には長さ方向の選択部分に沿って中空のチャンネルが設けられ、中空の細長い仕切りは中実の細長い壁と、中空のチャンネル内で改質される改質可能な燃料を送るための改質可能燃料混合物入口と、改質済み燃料を燃料電池に送るための改質済み燃料出口と、中空のチャンネル内の改質用触媒物質とを含み、仕切りにはその熱膨脹を阻止することなく燃料電池への未改質燃料混合物ガスの漏れを防止する手段が設けられていることを特徴とする発電装置に関する。本発明は、さらに詳細には、高温固体酸化物燃料電池発電装置の燃料電池スタック内の内臓型改質器であって、１または２以上の改質器兼仕切りが細長い燃料電池または燃料電池束の間を燃料電池スタックの軸方向に延びてそれらを隔離し、１または２以上の改質器兼仕切りは中空であって、中実の外壁を有する中空領域に改質用触媒物質を含浸してあり、さらに中空領域への改質可能燃料混合物入口と、中空領域から燃料電池への改質済み燃料出口と、改質器兼仕切りの外壁を介する未改質燃料ガスの漏れを防止する手段とを含み、さらに中空の改質器の壁を改質可能燃料混合物入口の所を除いて、ニッケル箔、インコネル箔または適当なニッケル系合金箔で取り囲むことにより未改質燃料ガスが燃料電池へ拡散するのを防止する隔壁が形成され、さらに改質可能燃料混合物入口の所を除いて、金属箔の層を改質器と同じ材料で形成したハウジングで取り囲むことにより発電装置の短絡を防止することを特徴とする改質器に関する。５．図面の簡単な説明添付図面は本発明の現在において好ましいある特定の実施例を示す。本発明は開示した実施例に限定されず、後記の請求の範囲の精神及び範囲内で種々の変形が可能である。図１は、本発明による電気化学的発電装置の一実施例の側断面図であり、複数の燃料電池よりなる２つの燃料電池束、及び燃料の漏れが実質的にないこれらの束を隔離するガス隔壁を備えた改質器兼仕切りボードを示す。図２は、本発明による電気化学的燃料電池の部分拡大側断面図であり、複数の燃料電池よるなる２つの燃料電池束、及び燃料の漏れのないこれらの束を隔離するガス隔壁を備えた改質器兼仕切りボードを示す。図３は、燃料電池スタック内の燃料電池間または燃料電池束間に設置可能な本発明の内臓型改質器兼仕切りボードの側面図であり、ガス隔壁が複数部品で構成される態様を示すために一部を切り欠いて示す。図４は、図３の線４−４に沿う改質器兼仕切りボードの底面図である。図５は、図３の線５−５に沿う改質器兼仕切りボードの頂面図である。図６は、図３の線６−６に沿う改質器兼仕切りボードの側断面図である。図７は、燃料電池スタック内の燃料電池間または燃料電池束間に設置可能な本発明の別の実施例による内臓型改質器兼仕切りボードの側面図であり、ガス隔壁が複数部品で構成される態様を示すために一部を切り欠いて示す。図８は、図７の線８−８に沿う改質器兼仕切りボードの底面図である。図９は、燃料電池スタック内の燃料電池間または燃料電池束間に設置可能であり、ガス隔壁を備えた本発明の内臓型改質器兼仕切りボードのさらに別の実施例である。図１０は、燃料電池スタック内の燃料電池間または燃料電池束間に設置可能であり、ガス隔壁を備えた本発明のさらに別の実施例である。６．本発明の好ましい実施例の詳細な説明図１は、電気化学的発電装置の一例、例えば高温固体酸化物電解質燃料電池（ＳＯＦＣ）発電装置を示す。外側ハウジング（１２）は電気化学的発電装置全体を取り囲んでいる。外側ハウジングはスチールのような金属で製造できる。内側ハウジング（１４）は、発電室（１６）及び燃焼室（１８）を含む複数の区画室を取り囲んでいる。内側ハウジング（１４）は、インコネル(Inconel)等の耐高温・耐酸化性金属で製造できる。一般的に、外側ハウジング（１２）の内側及び全ての区画室の周りは断熱材（２０）で内張してある。この断熱材（２０）は、アルミナのフェルトまたはアルミナ断熱ボードのような低密度のアルミナ材で製造可能である。発電室（１６）（「燃料電池スタック」とも呼ばれる）は電池の束を１または２以上収容するが、図示の例の２個の電池束（２２）、（２４）はそれぞれ平行に配置され、好ましくは管状で細長い複数の電気化学的電池（２６）、例えば高温固体酸化物電解質燃料電池（ＳＯＦＣ）よりなる。各燃料電池（２６）は、細長い外側表面を覆う多孔質の外側燃料電極（２８）（「アノード」とも呼ぶ）、細長い内側表面を覆う多孔質の内側空気電極（３０）（「カソード」とも呼ぶ）、燃料電極（２８）と空気電極（３０）の間に介在する緻密で気密の固体酸化物電解質（３２）を含む。内側空気電極（３０）はペロブスカイト族のドープ済みセラミック、例えばストロンチュームをドープした亜マンガン酸ランタン(LaMnO₃ )よりなり、固体酸化物電解質（３２）は緻密で気密の、イットリアまたはスカンジアで安定化ジルコニアよりなり、外側燃料電極（２８）は多孔質のニッケル −ジルコニアサーメット(ZrO₂)よりなる。内側空気電極（３０）はカルシア安定化ジルコニアの多孔質セラミック支持管（図示せず）上に支持させてもよいが、この支持管はオプションである。一般的に、外側燃料電極（２８）及び固体電解質（３２）は共に、隣接の燃料電池（２６）との電気的接続手段を提供する相互接続部（図示せず）を空気電極（３０）上に形成できるように、内側空気電極（図示せず）の軸方向に沿って選択した部分において不連続である。相互接続部はマグネシウムをドープした亜クロム酸ランタン(LacrO₃)で形成することが可能であり、またニッケル−ジルコニアサーメットの被膜（図示せず）を含むものでもよい。隣接する燃料電池（２６）の相互接続部を介する電気的な接続は、燃料電池の活性長さ部分に沿って配置した多孔質の金属フェルト（３４）、例えばニッケル繊維のフェルトにより、好ましくは外側表面間を直接接触させることにより向上する。図示のように、各燃料電池（２６）は管状であるが、勿論平板状のような他の構成も実現可能である。また、空気電極（３０）と燃料電極（２８）の相対的位置を逆転させるのも、燃料電極に燃料を接触させ空気電極に空気または酸素を接触させるかぎり問題ないことが理解されるであろう。外側ハウジング（１２）及び断熱材（２０）を、電気的リード線の入口（図示せず）及び燃料及び酸化剤である電気化学的反応剤のポートが貫通する。反応剤である新鮮な炭化水素燃料の入口ポート（３６）は、図示のように炭化水素燃料（Ｆ）を通過させるものであり、この供給燃料（Ｆ）は一般的に大部分がメタンよりなる未改質の天然ガスである。後でさらに詳細に説明するように、炭化水素燃料（Ｆ）は、外側燃料電極上に送られる前に改質チャンネルのような燃料調整用の一連の導管を通過するように差し向けられる。また、新鮮な酸化剤入口ポート（３８）は、図示のように、酸化剤（Ｏ）を通過させるものであり、酸化剤（Ｏ）は一般的に空気または酸素である。後で詳説するように、酸化剤（Ｏ）は内部の空気電極上に送られる前に一連の導管を通るように差し向けられる。発電室（１６）は、燃料分配プレート（４０）と多孔質隔壁（４２）の間に位置する。多孔質隔壁（４２）は、燃料電池の外側を通過した（ＳＦ）で示す一部が反応した使用済み燃料ガスが発電室（１６）から流れ出ることができるように設計されているが、その使用済み燃料ガスは、燃焼室１８において、燃料電池の内側を通過した（ＳＯ）で示す一部が反応した使用済み酸化剤と反応し燃焼して（Ｅ）で示す高温の燃焼済み排気ガスとなる。この燃焼済み排気ガスは、燃焼済み排気チャンネル（４４）を介して大気中に排出される。燃焼済み排気チャンネルは、インコネルのような耐高温・耐酸化性金属で形成することが可能である。燃焼室（１８）へ送られなかった水蒸気及び／または炭酸ガスを含む使用済み燃料（ＳＦ）の一部は、使用済み燃料循環チャンネル（４６）を介して混合室（４８）へ送られ、そこで新鮮な炭化水素燃料（Ｆ）と結合することにより改質可能な燃料混合物（ＲＦＭ）となるが、これにより燃料改質反応に必要な酸素種が供給されると共に未改質炭化水素燃料（Ｆ）の改質が容易になる。使用済み燃料循環チャンネルは、インコネルのような耐高温・耐酸化性金属で形成可能である。燃料分配プレート（４０）の間には、改質済み燃料ガスを燃料電池スタック（１６）内の燃料電池（２６）の燃料電極（２８）へ送るための発電室入口ポート（５０）が離隔して設けられている。好ましくは管状で、細長い燃料電池（２６）は、燃料分配プレート（４０）と多孔質隔壁（４２）の間の発電室内を延びる。各燃料電池（２６）は燃焼室（１８）内にある開端部５２と、燃料分配プレート（４０）近くの発電室（１６）内にある閉端部（５４）を有する。燃料電池（２６）の開端部には、酸化剤立ち管のような酸化剤導管（５６）がその中を延びる。かかる燃料電池発電装置（１０）において、発明者等は、改良型改質器兼分離器（「改質器兼仕切り」とも呼ぶ）を用いることにより、燃料改質前に未改質燃料が燃料電池スタック内にほとんど漏れしないようにして、燃料電池（２６）の燃料電極（２８）に接触する前の新鮮な炭化水素燃料ガス（Ｆ）を燃料電池スタック（１６）の内部で改質して改質済み燃料（ＲＦ）にする新しい方法を発見した。本発明の改質器兼仕切りは、燃料電池スタック内の燃料電池（２６）または電池束（２２，２４）の隔壁となるだけでなく他の発電装置構成要素を支持すると共に改質器兼仕切りボードの細孔による燃料電池スタック（１６）への未改質燃料ガス（Ｆ）の望ましくない漏れが実質的になくなるようにする。この改質器兼仕切りの構成は、そのボードの熱膨張による望ましくない構造的な劣化を実質的に防止する。本発明の１つの構成によると、電池束（２２，２４）を形成する好ましくは管状で、細長い複数の燃料電池（２６）が多孔質隔壁（４２）と燃料分配プレート（４０）の間を延びる細長い隔壁（５８）により隔離される。これらの隔壁（５８）は適当な厚さの多孔質アルミナボードの中実片から製造可能であり、燃料電池スタックの区画を形成し、発電装置内の構造的健全性を与えるように燃料電池スタック（１６）内に配置されている。本発明では、少なくとももう１つの隔壁を図示のような二重目的を有する改質器隔壁（６０）として用いる。改質器兼仕切り（６０）は、燃料電池スタック内の個々の燃料電池（２６）の間または電池束（２２）、（２４）の間を通って多孔性隔壁（４２）と燃料分配プレート（４０）の間を延び、燃料電池（２６）の外側燃料電極（２８）へ送られる前の新鮮な炭化水素供給燃料（Ｆ）を改質して改質済み燃料（ＲＦ）にする手段を構成する。この改質器兼仕切り（６０）は、多孔性アルミナボードで製造可能である。米国特許第５，０８２，７５１号(Reicnner)に記載された燃料電池スタック内の従来型改質器兼仕切りとは異なり、この改質器兼仕切り（６０）は、未改質燃料ガス（Ｆ）が多孔質アルミナボードの外壁を漏れて、改質済み燃料（ＲＦ）へ改質される前に外側燃料電極（２８）へ到達するのを防止する有効な手段を含む。改質器兼仕切りボード（６０）は、後で詳説するガス拡散防止隔壁手段を具備するが、この隔壁手段が拡散によるガスの漏れを防止する。また、この隔壁手段は、熱膨張による改質器兼仕切りボード（６０）の構造的劣化を防止する構成になっている。図２を参照して、各改質器兼仕切り（６０）は中実の細長い壁（６６）により囲まれた中空内側チャンネル（６４）を有する内側ボード（６２）を含み、その内側チャンネルは燃料電池（２６）の閉端部（５４）の近傍にある改質可能燃料ガス混合物（ＲＦＭ）（例えば、使用済み燃料と混合した天然ガス）の入口または開端部（６８）と、燃料電池（２６）の開端部（５２）の近傍の閉端部（７０）とを有する。内側チャンネル（６４）は、例えば細管（７２）または隔壁（７４）により形成することが可能であり、これらの構成は共に、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）が改質器兼仕切り（６０）の内部を流れて上方の閉端部（７０）へ突き当たった後、逆方向に流れて底部の開端部（６８）から燃料分配プレナム（８８）及び燃料電池（２６）の閉端部（５４）の近傍の燃料ポート（５０）を介して燃料電池スタック（１６）の燃料電池（２６）へ改質済み燃料として流れるようになっている。本発明の改質器兼仕切り（６０）はまた、開端部または入口（６８）の所を除き中実の細長い壁（６６）を実質的に囲むガス隔壁手段７６と、改質器兼仕切り（６０）及びガス隔壁アセンブリ（７６）を開端部または入口（６８）の所を除き実質的に囲む外側ボードハウジング（７８）とを有する。図示のように、導管（７２）を使用する場合、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）は、入口（６８）から立ち管（７２）の内部を通って頂部から流れ出た後、閉端部（７０）の近くで方向転換して改質器兼仕切り（６０）を逆方向に流れ、入口（６８）の所で改質済み燃料（ＲＦ）として排出される。単一の隔壁（７４）を使用する場合、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）は、入口（６８）から隔壁の一方の側に沿ってその隔壁と仕切り（６０）の壁により形成されたチャンネルを流れた後、隔壁の頂部で方向転換し、改質器兼仕切り（６０）内をその隔壁と仕切りのもう一方の壁により形成されるチャンネル内を逆方向に流れる。改質用触媒物質は、改質器兼仕切り（６０）の断面内において、例えば中空の改質器兼仕切りの内壁（８０）上またはその内部の被膜として、若しくは改質可能燃料立ち管と改質器兼仕切りの側壁の間の区画室領域（８２）内或いは隔壁（７４）により形成される供給側（８４）及び／または戻り側（８６）、即ち隔壁の一方の側もしくは両側に設けた充填物として配設される。改質用触媒物質は（８０，８２，８４または８６）において炭化水素供給燃料（Ｆ）の改質を行える触媒を含み、一部（８２，８４または８６）において触媒床として用いる場合ガスの流れを過度に制限するようにぎっしり充填すべきではない。改質用触媒物質は自金とニッケルのうちの少なくとも一方を含有するのが好ましく、最も好ましくはニッケルを含む。改質用触媒物質は、薄膜、被膜、金属繊維、大きい表面積をもつペレットまたは粒子状のものを単独で或いはアルミナのフィラメントと共に用いるか、もしくはアルミナのフィラメント上の被膜として用いる等が可能であり、また炭素の堆積を制限するのに役立つ有効量の添加物を含有させるようにしてもよい。改質は、改質可能炭化水素燃料（Ｆ）を水蒸気及び／または炭酸ガス、好ましくは使用済み燃料（ＳＦ）から得たものと混合することにより、炭化水素燃料についての改質用触媒物質と接触させると、好ましくは約９００℃の高温度環境で一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ₂）となる改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）を発生させるプロセスである。例えば、メタンとエタン（天然ガス）の改質を下記の式（１）−（４）で示す。ＣＨ₄＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ₂ （１）ＣＨ₄＋ＣＯ₂→２ＣＯ＋２Ｈ₂ （２）Ｃ₂Ｈ₆＋２Ｈ₂Ｏ→２ＣＯ＋５Ｈ₂ （３）Ｃ₂Ｈ₆＋２ＣＯ₂→４ＣＯ＋３Ｈ₂ （４）一般的に、炭素の堆積傾向を減少させるために改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）に余分の水を与える。改質後、この燃料（ＲＦ）は改質器兼仕切り（６０）から排出されて、分配プレナム（８８）、及び燃料電池（２６）の底部の閉端部（５４）の近傍において燃料分配プレート（４０）に形成した燃料スタック入口ポート（５０）を通り、燃料電池（２６）と接触する。好ましい実施例において、これらのチャンネルはくりぬいたアルミナ仕切りボード内の一連の中空セラミックまたは耐高温金属（インコネルのような）製の導管（７２）であり、これらの導管とアルミナボードの内壁の間の区画室領域内には改質用触媒として作用するニッケル粒子が含まれている。改質済み燃料（ＲＦ）は、燃料電池（２６）の閉端部（５４）の近傍のポート（５０）を介して発電室（１６）に流入し、燃料電池の周面上を流れる間燃料電極（２８）と接触する。改質済み燃料（ＲＦ）は、酸化剤（Ｏ）、例えば空気電極（３０）から固体電解質（３２）を透過した空気と電気化学的に反応し、使用済み燃料（ＳＦ）として消耗した状態で多孔性隔壁（４２）へ到達する。高温で消耗した状態の使用済みの燃料（ＳＦ）は隔壁（４２）を介して予熱燃焼室（１８）へ流入し、そこで燃料電池の内側から戻ってきた、酸素が欠乏した状態の空気または使用済み酸化剤（ＳＯ）と直接反応する。消耗した燃料及び空気に含まれたかなりの熱及び反応による生じた熱を利用して、流入する酸化剤を予熱する。燃料と空気が直接相互作用した結果得られた生成物はこの予熱室から排出され、これらの生成物に含まれる熱エネルギーは、例えば従来の金属製熱交換器に流入する反応剤の予熱に利用される。燃料電池スタック（１６）に含まれる各燃料電池（２６）には、例えばＨ₂、ＣＯ、ＣＨ₄、天然ガス等の燃料ガスと、空気または酸素のような酸化剤が約８００℃乃至１２００℃の温度で供給される。酸化剤は燃料電池内の一連の電気化学的反応により燃料を電気化学的に酸化して、直流電気エネルギー、熱及び水蒸気だけでなく、副生成物として消耗した（即ち、一部が反応済みの）使用済みの燃料及び使用済み酸化剤を生成する。各燃料電池は一般的に、１ボルト以下のどちらかといえば小さい開放回路電圧を発生するため、多数の燃料電池を少なくとも直列に、好ましくは直並列矩形アレーの形に電気接続して高い出力電圧を発生させる。燃料電池、燃料電池発電装置、その電気的相互接続部及びそれらの構成及び材料の詳細な説明については、全体を本願明細書の一部を構成するものとして引用する米国特許第４，３９５，４６８号(Isenberg)：４，４９０，４４４号 (Isenberg)：４，７５１，１５２号(Zymboly)を参照されたい。酸化剤（Ｏ）は、酸化剤入口ポート（３８）から燃料電池の開端部（５２）内に挿入された供給用導管（５６）を介して流入し、内側空気電極（３０）と接触する。また、水素（Ｈ₂）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような改質済み燃料（ＲＦ）は、燃料電池の外側を流れて外側燃料電極（２８）と接触する。約６００℃乃至１２００℃、最適温度は８００℃乃至１０５０℃である燃料電池運転温度において、空気電極（３０）と固体酸化物電解質（３２）の界面に発生する酸素イオンは電解質（３２）を透過し、燃料電極（２８）と固体酸化物電解質（３２）の界面で改質済み燃料（ＲＦ）と結合する。改質済み燃料（ＲＦ）は電気化学的に酸化されると電子を解放するが、これらの電子は外部負荷回路を介して空気電極へ流れることにより電流を発生させる。このようにして、酸化剤（Ｏ）と改質済み燃料（ＲＦ）の電気化学的反応により外部負荷回路に電位差が生じるが、この電位差は閉回路に電子と酸素イオンの連続流を維持するため有用な電力を取り出すことができる。改質済み燃料ガスが水素ガスまたは一酸化炭素ガスである場合に生じる電気化学的反応は、下記の式（５），（６）及び（７）で示すことが可能である。空気電極：Ｏ₂＋４ｅ^-→２Ｏ^2- （５）燃料電極：Ｏ^2-＋Ｈ₂→Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- （６）Ｏ^2-＋ＣＯ→ＣＯ₂＋２ｅ^- （７）図３−６を参照してさらに詳説すると、図示のようにガス拡散隔壁を有する実施例の改質器兼仕切り（６０）は、好ましくは３つの部分よりなる構成である。改質器兼仕切り（６０）は、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）を改質するための中空の改質チャンネル（６４）を含む内側ボード（６２）、改質前の未改質燃料（Ｆ）が燃料電池スタック内に漏れるのを防止するために内側ボードの外壁（６６）をほぼ囲む気密の隔壁（７６）、及び内側ボードとガス隔壁のサブアセンブリを収容する外側ボード（７８）よりなる。改質器の内側ボード（６２）には、改質用触媒（８０）を含む改質空洞部（６４）が設けられている。内側ボード（６２）はまた、燃料電池（２６）の閉端部（５４）の近くに配置すべき改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）の入口または開端部（６８）と、燃料電池（２６）の開端部（５２）の近傍に配置すべき閉端部（７０）とを備えている。改質可能燃料混合物の入口（６８）内には燃料用立ち管（７２）が配置されている。この管は空洞部（６４）内を閉端部（７０）近くまで延びるため、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）は内側ボード（６２）の内部を燃料電池の開端部近くの内側ボード閉端部（７０）近くへ流れ、そこで方向転換して内側ボードの空洞部（６４）を、改質用触媒（８０）を含浸または被覆させた内壁と接触して流れた後、改質済み燃料（ＲＦ）として燃料電池（２６）へ送られる。内側ボード（６２）は気密の隔壁（７６）内に囲まれている。気密の隔壁（７６）は、ニッケル箔、インコネル箔またはニッケル系の他の適当な合金製の箔等で形成することが可能である。気密の隔壁（７６）は、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）の入口（６８）を除いて内側ボード（６２）を本質的に取り囲む。気密の隔壁は、未改質燃料ガス（Ｆ）が内側ボードの内部を通って燃料電池スタック内に漏れるのを阻止するために用いる。気密の隔壁（７６）はまた、改質可能燃料混合物の入口（６８）の所を除いて気密の隔壁と改質器ボードのサブアセンブリを取り囲む外側ボード（７８）により囲まれている。かくして、各改質器兼仕切り（６０）は、改質可能炭化水素燃料混合物（ＲＦＭ）、例えば使用済み燃料と混合した天然ガスの入口（６８）を有する内側改質器（６２）、改質用触媒（８０）を含む内側ボード内の改質チャンネル、改質済み燃料（ＲＦ）を燃料電池への燃料入口ポート（５０）へ差し向ける改質済み燃料出口（８８）、ガス隔壁手段（７６）、及び燃料電池（２６）に対して露出した外側分離ボード（７８）を有する。改質器として働く内側ボード（６２）は、好ましくはほぼ矩形であり、ボード内に中空チャンネル、好ましくは矩形のチャンネルを形成するに充分な厚さを有する多孔質アルミナ絶縁ボードで形成することが可能であり、このチャンネルは燃料電池（２６）の閉端部近くのボードの開端部（６８）から燃料電池の軸方向長さに沿って燃料電池（２６）の開端部（５２）近くの閉端部（７０）まで延びる。内側ボードの内部の空洞部（６４）は、好ましくはニッケルまたは白金のような改質用触媒物質（８０）を被覆するか含浸させたもので、改質可能炭化水素燃料混合物の改質表面を提供する。改質用触媒物質及び触媒物質をアルミナボード上に含浸させる方法についてのさらに詳細な説明は、全体が本願明細書の一部を形成するものとして引用する米国特許第４，８９８，７９２号(Singh，et al. )に記載されている。改質器の内側ボード（６２）は気密の隔壁（７６）によりほぼ取り囲まれているが、この隔壁は燃料電池スタック（１６）内において内側ボードの外壁（６６）と燃料電池（２６）の間のガス拡散隔壁を提供する。ガス隔壁（７６）は、改質用空洞部の開端部（６８）の所を除き改質器の内側ボード（６２）の外壁（６６）を包む金属箔で形成することができる。金属箔としては、ニッケルまたはインコネルの箔等が使用可能である。金属箔は、内側ボードの表面を介して燃料電池へ無視できない漏れが発生するのを防止する隔壁として働く。仕切りの外側ボード（７８）もまた、好ましくはほぼ矩形の多孔質アルミナ絶縁ボードで製作可能である。外側ボード（７８）の幅と高さは燃料電池スタックとほぼ同じであり、内部に形成される中空チャンネル、好ましくは矩形チャンネルが内側ボード（６２）と金属箔のガス隔壁（７６）のサブアセンブリを収容するに充分な厚さを有する。外側ボード（７８）は、燃料電池スタック（１６）の直ぐ下の燃料分配ボード（４０）により支持される。外側ボードは好ましくは、内側ボード（６２）と金属箔ガス隔壁（７６）のサブアセンブリのための中空チャンネル（９０）を含んでおり、その間隙（９２）は内側ボード（６２）と外側ボード（７８）の熱膨張を吸収するに充分な大きさであり、かくして発電装置及び改質器の運転時に熱応力によりこれらのボードに発生する構造的損傷を著しく減少することができる。金属箔ガス隔壁（７６）は局部的に変形することによりアルミナボードの熱膨張を吸収できる。外側ボード（７８）はまた、燃料電池スタック（１６）から改質チャンネル（６４）及び改質可能ガス混合物（ＲＦＭ）へ適正な熱伝達を行わせるに必要な全壁厚の不足分を補うと共に、燃料電池スタック内の隔離された燃料電池または電池束と金属箔の間の電気的絶縁を与えることによって燃料電池及び発電装置が短絡するのを防止する。金属箔隔壁のようなガス隔壁層を含む未改質燃料混合物の改質器兼仕切り（６０）を、その壁を介してガスが漏れるのを防止する手段として使用すると、燃料セルスタック内の燃料電池間または電池束間に内蔵型炭化水素燃料改質器を有する高温固体酸化物電解質燃料電池発電装置において多数の利点が得られる。吸熱改質反応に要する熱伝達は、内蔵型であるが燃料電池スタック内には配置されない他の炭化水素改質器と比較すると、燃料電池スタック内に過大な温度勾配を発生させずに行われる。従って、過大な温度勾配の発生を防止するために燃料電池への空気の流量を増加する必要はなく、このためポンプ電力条件を軽減できるという望ましい利点が得られる。これはまた、改質器兼仕切りに生じる過大な熱応力を和らげると共に発電装置の長期の運転期間においてその構造的健全性を向上させることができる。さらに、改質器兼仕切りボードを介する未改質ガス混合物の漏れが著しく減少するため、発電装置の運転が長期にわたる場合でも燃料電池及び発電装置の他の構成要素に炭素やすすが形成されるのを防止できる。すすの形成が減少すると、ガス搬送路が詰まったり電気的短絡が生じたりする問題がなくなる。加えて、改質器兼仕切りボードの表面に沿う局部的な温度勾配に耐える能力とボードの表面間の温度勾配に生じる応力に起因するボードの反りに耐える能力が一段と向上する。例えば、１００キロワット高温固体酸化物燃料電池発電装置に用いる改質器兼仕切りの外側ボード（７８）の形状は矩形であり、通常、燃料電池スタックの長さは約６０インチ、幅は約３４インチ、厚さは約１．７５インチである。改質器兼仕切りの内側ボード（６２）及び金属箔ガス隔壁（７６）はその全体幅及び厚さが僅かに小さいため、内側ボードとガス拡散壁は外側ボードにより完全に覆われている。内側ボード（６２）は通常、長さが約５９インチ、幅が約３２インチ、厚さが約１インチであるか、或いは同じ全体寸法を有する幾つかの部品に分割されている。内側ボードを外側ボードから隔てる金属箔（７６）は、厚さが約０．００１乃至０．００５インチ（１．０乃至５．０ミル）である。内側ボードとガス拡散壁のサブアセンブリと外側ボードの間の間隙（９２）の厚さは、約０．０５０インチ（５０ミル）である。改質チャンネルを形成する矩形の中空チャンネル（６４）は開端部（６８）から内側ボードの長さに沿って延びて、反対端部からボード内部の長さ方向にある距離だけ隔たった閉端部（７０）で終端するため、その長さは内側ボードよりも僅かに短い。中空チャンネル（６２）は、未改質炭化水素燃料を改質するための触媒物質を従来法により含浸したもので、燃料改質表面を提供する。改質器兼仕切りボード（６０）を製造するには、種々の方法がある。その一例として、アルミナ絶縁材料を長さ方向に沿って半分に分割してボード内面を露出させることにより、改質器兼仕切りの内側ボード（６２）と外側ボード（７８）を作るやり方である。各半分をその内面に沿い一端から他端に近い所まで機械加工して矩形のチャンネルを形成し、それぞれ開端部及び閉端部を備えた内部チャンネル（６４），（９０）となるようにする。内側ボードを構成する各半分の外面の幅方向に凹部を機械加工により形成し、内側ボードを組み立てた後インコネルの帯状片を凹部内にセットし、その位置で溶接することができる。金属箔は改質チャンネル内に改質可能ガス混合物を閉じ込めるために使用するため、内側ボードの各半分の接合箇所を気密にする必要はない。これは、内側ボードを漏れのないようにシールを装着するこれまでの時間のかかる且つ信頼性の低い接着作業を不要にする。金属箔の層はニッケルまたはインコネルのシートで形成することが可能であり、これを内側ボードの周りに折り曲げた後、側部の継ぎ目に沿って溶接を行う。金属箔の補強は、溶接線においてニッケル帯状片を２層にして溶接のための適当な材料とすることにより可能である。その補強は、それらを取扱う際重ねてスポット溶接した後、ＴＩＧ溶接により継ぎ目を気密にする。また、継ぎ目を抵抗、電子ビームまたはレーザー溶接することも可能である。外側ボードを接合するか、好ましくは端縁部に沿って絶縁またはセラミックのクリップを用いることにより結合することができる。発電装置（１０）の運転時における本発明の改質器兼仕切り（６０）の動作を例示敵に説明すると、空気のようなガス状酸化剤（Ｏ）を酸化剤入口（３８）を介して供給し、約５００℃乃至７００℃の温度と大気圧より僅かに高い圧力で酸化物供給導管（５６）へ流入させる。酸化剤（Ｏ）は、ハウジング（１２）に流入させる前に送風器（図示せず）に結合した熱交換器によるなどして従来方法により加熱することがオプションとして可能である。導管（５６）の酸化剤（Ｏ）は燃焼室（１８）を熱交換関係で通過する際、燃焼済み排気ガス（Ｅ）がり解放するかなりの熱により約８００℃乃至９００℃の温度にさらに加熱される。酸化剤（Ｏ）はその後、燃料電池（２６）の内部を長さ方向に延びる酸化剤回路を流れるにつれて、電気化学的反応時に発生する熱の大部分を吸収し、ほぼ１０００ ℃にさらに加熱される。その熱の小部分は燃料が吸収する。酸化剤（Ｏ）はその後、燃料電池（２６）の底部にある閉端部（５４）内に排出され、燃料電池の活性長さに沿って内側空気電極（３０）と接触する。次いで、燃料電池（２６）内に放出された酸化剤（Ｏ）は流れ方向を反転し、燃料電池の活性長さに沿う内側空気電極（３０）において電気化学的に反応することにより、燃料電池の開端部（５２）に近付くに従い酸素を消耗させる。その後、消耗した、即ち使用済みの酸化剤（ＳＯ）は、電池の開端部（５２）を介して燃焼室（１８）内へ流出する。使用済み酸化剤（ＳＯ）は使用済みまたは消耗した燃料（ＳＦ）と結合して燃焼し、消耗した燃料（ＳＦ）の一部は多孔質隔壁（４２）を透過して高温の燃焼済み排気ガス（Ｅ）となる。この排気ガスは、燃焼済み排気ガス出口チャンネル（４４）を介して発電装置から排出される。燃焼済み排気ガス（Ｅ）は発電装置から排出される前に、該装置の他の構成要素（図示せず）、例えば改質室の壁と熱交換関係を保つように送られるため、別の熱源となる。本発明では、改質すべき炭化水素燃料ガス（Ｆ）として、メタン、エタン、プロパン等を含む炭化水素ガス、ナフサのような気化石油留分、エチルアルコールのようなアルコール類、好ましくは天然ガス、即ちほぼ８５％のメタンと１０％のエタンで残部がプロパン、ブタン、窒素の混合物を使用することができる。これらの改質可能燃料は、未改質供給燃料（Ｆ）として新鮮な炭化水素燃料入口（３６）内へ供給する。炭化水素供給燃料ガス（Ｆ）は、混合室（４８）において水蒸気及び／または炭酸ガスと混合されると改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）を形成する。この発電装置は、水蒸気及び／または炭酸ガスを使用済み（ＳＦ）から燃料ガスへ供給することができる。図示のごとく、外側燃料電極（２８）の軸長に沿って形成される高温の消耗した使用済み燃料（ＳＦ）の大部分は、使用済み燃料ガス循環チャンネル（４６）へ向かう。上述したように、使用済み燃料（ＳＦ）の残部は燃焼室（１８）に流入して使用済み酸化剤（Ｏ）と結合して燃焼し、新鮮な酸化剤（Ｏ）を予熱する。使用済み燃料循環チャンネル（４６）は発電室（１６）から流れ出た後、イジェクタ、ジェットポンプ、アスピレータのような混合室（４８）で新鮮な炭化水素燃料（Ｆ）内に送り込まれ、それと結合する。このため、少なくとも水蒸気及び／または炭酸ガスを含む使用済み燃料の一部が再循環することになり、改質に要する酸素種が得られる。また必要であれば、炭化水素の有意な分解なしに改質のための余分の酸素種が得られる。使用済み燃料と新鮮な炭化水素燃料の混合物は、燃料電池（２６）を含む燃料電池スタック（１６）への途上において改質される改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）を提供する。本発明において、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）は燃料電池スタック内の個々の燃料電池（２６）の間または電池束（２２，２４）の間に位置する改質室兼仕切り（６０）の改質室を通過する。改質器兼仕切り（６０）の作動時、燃料立ち管（７２）を使用する場合、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）はこの管の入口から流入して頂部へ到達した後、改質器兼仕切り（６０）の閉端部（７０）の近くへ流出し、流れ方向を反転させ、改質器兼仕切りの内部チャンネル（６４）を流れる間、改質用触媒を含浸させた内側ボードの内壁と接触する。このため、改質可能燃料混合物は改質器の内側ボードの活性長さに沿って改質される。単一の隔壁（７４）を用いる場合、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）は入口から隔壁の一方の側に沿い、その隔壁と仕切りの壁により形成されたチャンネル内を流れて隔壁の頂部に到達した後、頂部で流れ方向を反転させ、隔壁と仕切りのもう一方の壁により形成されたチャンネルを流れることにより改質される。改質器兼仕切り（６０）の改質物質を通過した後の改質済み燃料混合物は、改質済み燃料（ＲＦ）として改質器兼仕切り（６０）を発電室（１６）と連結する燃料分配プレナム（８８）の一連のポート（５０）を通過する。改質済み燃料（Ｒｆ）は発電室に流入した後、燃料電池の外側燃料電極（２８）の上を流れる。燃料電池（２６）の燃料電極（２８）の上を流れる改質済み燃料（ＲＦ）は、その活性長さに沿って燃料電池（２６）を流れる際、外側燃料電極（２８）において電気化学的に反応することにより、多孔質隔壁（４２）及び使用済み燃料循環チャンネル（４６）に近付くにつれて消耗する。消耗した使用済み燃料（ＳＦ）はその後、多孔質隔壁（４２）を介して燃焼室（１８）内へ、また上述したように使用済み燃料循環チャンネル４６へ排出される。約８００℃乃至１２００℃、典型的には１０００℃の温度で運転される発電装置の電気化学的反応全体により、水素（Ｈ₂）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような改質済み燃料ガス（ＲＦ）は直流電気エネルギー、熱及び水蒸気に変換される。燃料電池の内側へ送られる酸化剤（Ｏ）は、空気電極−電解質界面において電気化学的に還元される。酸化剤を還元するための電子は空気電極から供給される。発生した酸素イオンは、固体酸化物電解質の結晶構造の一部となり、電解質を通って電解質−燃料電極界面へ移動する。燃料電池の外側を流れる燃料は、電解質 −燃料電極界面において電気化学的に酸化される。酸化された燃料は搬出される。解放された電子は、外部回路を空気電極へ向けて流れることにより直流電流を発生させる。高温固体酸化物燃料電池発電装置の電気化学的動作のさらに詳細な説明については、全体として本明細書の一部を形成するものとして引用する米国再発行特許第２８，７９２号(Ruka)を参照されたい。図７及び８に示す本発明の第２の実施例において、改質器兼仕切り（１００）は、所望の寸法の改質器兼仕切りを形成するために積み重ねた複数の軸方向部分（１０２）として提供される。各軸方向部分（１０２）は、改質用触媒（１０６）を含浸させた中空の内側ボード（１０４）、気密の隔壁（１０８）、及び中空の外側ボード（１１０）を備えている。例えば金属箔である気密の隔壁層は、漏れがないようにするという条件をこのアルミナボードアセンブリから取り除くことにより、所望であれば、ボードアセンブリを幾つかの軸方向部分に分けて製造することを可能にする。このため、ボードを２半分に分割せずに内側及び外側ボードの内部ポケットを従来型工具を用いる機械加工により形成することが可能になり、従ってボードの各半分を結合するのが不要となる。これらの各軸方向部分（１０２）は高さが１２乃至２０インチ、幅がほぼ２４インチであり、改質器兼仕切りが任意の高さになるように必要に応じて積み重ねればよい。これらの各軸方向部分は、内部の改質チャンネルに隣接する位置で組み立てた状態の各部分の長さ全体を延びるセラミックの結合ロッド（１１２）により整列定位置に保持することが可能である。図９に示す改質器兼仕切りの第３の実施例では、ガス隔壁を取り囲む別の構成が示されている。この実施例の改質器兼仕切り（２００）は矩形で、長さ方向に沿い複数の部分（２０２）に分割されている。各部分はその内面の長さ方向に沿って中空（２０４）で、２つの開端部（２０６），（２０８）を有するため、矩形の導管を構成する。中空の領域（２０４）には、改質用触媒（２１０）が含浸してある。半分に分割した金属の包囲部材のようなガス隔壁（２１２）は、ガスの漏れを防止する隔壁として働く。ガス隔壁（２１２）はインコネルのような耐高温性金属で製造可能である。ガス隔壁（２１２）の各半分の内部には、軸方向に分割した改質器兼仕切り（２００）の各部（２０２）が所望の高さになるように積み重ねた状態で配置されている。インコネルのセパレータ（２１４）が、積み重ねた改質器兼仕切りとガス隔壁のアセンブリを形成する一半分内に設けられる。２つの各半分のアセンブリを矩形のベローズ（２１６）により連結する。これらのベローズは、インコネルのセパレータ（２１４）と同じ高さにあり、アルミナ絶縁ボードとは異なるインコネルのガス隔壁の膨脹を吸収する働きがある。ベローズは好ましくは、セパレータに機械加工により形成した解放部（図示せず）の方に曲がるようにする。さらに、このベローズはガス隔壁の中央面に剛性を与える効果を有するため、熱による歪みの抑制に役立つ。ガス隔壁の外面は、燃料電池スタックの短絡を防止するためにアルミナペーパー２１８により絶縁されている。図１０に示す改質器兼仕切りの第４の実施例では、ガス隔壁の別の構成例が示されている。この実施例の改質器兼仕切り（３００）は矩形で、軸方向において複数の部分（３０２）に分割されている。各部分（３０２）はその内側表面の長さ方向に中空であり、中空チャンネル（３０４）を形成する。中空チャンネル（３０４）は改質用触媒（３０６）を含浸してある。その後、軸方向の各部分（３０２）を金属包囲体のようなガス隔壁（３０８）の内側で積み重ねる。ガス隔壁（３０８）はインコネルのような耐高温性金属で形成できる。ゆがみが生じる傾向を減少するべく側部に剛性を与えるため、必要に応じて、ガス隔壁（３０８）及び改質器兼仕切りの横断面長さ方向に結合ワイヤまたは棒（３１０）を通した後、ガス隔壁の外面に溶接してもよい。結合ワイヤまたは棒（３１０）を用いる場合、結合部材が相対的な熱膨脹差により移動できるように改質器兼仕切りにスロット（３１２）を設ける。発電装置の燃料電池スタックに取り付けると、ガス隔壁は底部の方に膨脹できるが、その部分ではガス隔壁の下端部が燃料分配ボード（４０）と改質器兼仕切りアセンブリの間に残る割れ目内に侵入するか或いは電池閉端部の位置決めボードの頂部と同一平面のところまで延びる。いずれの場合でも、熱膨張による燃料の漏れは僅かであり、燃料電池スタックの底部に閉じ込めることができる。インコネルのガス隔壁をアルミナペーパー（３１４）またはスプレーを施したセラミックのような他の絶縁材料で絶縁することにより、燃料電池スタックの短絡を防止することができる。最後の２つの実施例では共に、ガス隔壁が燃料を閉じ込めるため、多孔質のアルミナボードを介して燃料が漏れるか拡散する問題が著しく軽減する。次に、本発明による改質器兼仕切りの構成及び動作を例示するための以下の例を考慮すると、本発明はさらに明らかになるであろう。例１００キロワットのＳＯＦＣ発電装置に用いる改質器兼仕切りを図１−６に示す設計に従って構成し、その機械的健全性、改質能力及び製造容易性を評価した。改質器兼仕切りは、機械加工したアルミナボード材から形成した内側ボードアセンブリ、最終製品である内側ボードアセンブリの周りに配置した厚さ約０．００５インチのニッケル箔内張、内側ボードと金属箔サブアセンブリの周りに配置する、アルミナボードを機械加工して形成した外側ボードよりなるものであった。内側ボードを機械加工してガスポケットを形成したが、このポケットは平坦なシートの端縁部にストリップ材料を固定するなどして他の手段により形成することも可能であった。ボードを触媒を保持する溶液内に浸漬することにより、内側ボードアセンブリ内に触媒を担持させた。マンドレルの周りに箔の内張を巻いて、その継ぎ目を抵抗溶接により溶接することにより気密の封止部を形成した。その後、予想される運転圧力でテスト前の漏れチェックを１０回行った結果、その継ぎ目には漏れは存在しないことが分かった。外側ボードアセンブリを機械加工により２つの部分として形成した後、内側ボードアセンブリの上に組み込んだ。組み立てを終った改質器兼仕切りを、燃料電池スタックの環境をシュミレーションする改質器兼仕切りテスト装置内に配置した。このボードに長時間（１５００時間）メタンの豊富な燃料を供給し、排出される燃料ガスの組成を測定した。１００キロワットの発電装置にとって予想される運転ポイントを表わすために燃料の流量を変化させた。これらのテストにより判明したことは、総合改質効率が受入れ可能であり、小型発電装置に用いる現在の外部取付け型改質器を用いたもので得られる値よりも優れているということである。改質効率は約８５％乃至９０％の範囲で変化し、高い効率は低流量の場合（最小電力のシュミレーション）に得られた。後で視覚により点検した結果、箔の内張の表面には酸化物も腐食も発見されず、明白な機械的クリープも見られなかった。この後、箔の内張をチェックしたが、依然として漏れは認められなかった。材料のサンプルを採取・分析することにより、箔の微小構造を検査した。得られた結果に基づくこの改質器兼仕切りの設計は、現在及び将来のＳＯＦＣ発電装置に用いるためのものである。本発明を上述の実施例に関連して説明したが、当業者にとっては別の変形例及び設計変更が明らかであろう。本発明は特に言及した実施例に限定されるものではなく、排他的権利を請求する本発明の精神及び範囲の評価に当たっては上記説明でなく後記の請求の範囲を参照すべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An electrochemical fuel cell power plant with a built-in leak-free hydrocarbon fuel reformer GOVERNMENT CONTRACT The United States Government has rights in this invention under Contract No. DE-FC21-91 MC28055 signed by the US Department of Energy. 2. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of an electrochemical power generation device that is composed of a solid oxide fuel cell and generates power from air and fuel gas as a power plant, and the configuration of such a device. More specifically, the present invention comprises a self-contained hydrocarbon fuel gas reformer that preconditions the condition of the supplied hydrocarbon fuel before it is electrochemically processed in the fuel cell stack of the power plant. The present invention relates to a field of a high-temperature solid oxide electrolyte fuel cell power generator and a configuration thereof. More specifically, the present invention is used in a fuel cell stack of a high temperature solid oxide electrolyte fuel cell power generator, and has a dual function of a hydrocarbon reformer and a fuel cell stack partition wall. The field of vessels and improved configurations thereof. In particular, the present invention provides a self-contained hydrocarbon fuel reformer / fuel cell stack partition with gas isolation means for reducing fuel gas leakage and improving structural integrity. 3. BACKGROUND OF THE INVENTION High temperature solid oxide electrolyte fuel cells and multi-cell power plants and configurations thereof are well known and are taught in U.S. Patent Nos. 4,395,468 (Isenberg) and 4,490,444 (Isenberg). . Solid oxide fuel cell power plants are designed to convert chemical fuel extracted from hydrocarbons into DC electricity. Conventionally, solid oxide fuel cell power generators have been used to provide a solid oxide electrolyte with sufficient conductivity to perform a power generating electrochemical reaction, between about 600 ° C and 1200 ° C, more specifically It is operated at a temperature between about 800 ° C and 1050 ° C. Such a multi-cell generator comprises a plurality of electrically connected tubular solid oxide fuel cells disposed in a power generation chamber defined by an alumina board housing, also known as a fuel cell stack, comprising an oxidizing gas and a reformed hydrocarbon fuel. Exposure to gas. Large multi-cell power plants have been developed in which an insulating bulkhead, such as an alumina board, separates individual fuels, as described in U.S. Patent Nos. 4,876,163 (Reichner) and 4,808,491 (Reicnner). It is arranged between cells or between bundles of fuel cells to insulate and electrically insulate between them and to act as a structural support in the power plant. These partitions are typically used to partition rows of battery bundles, which often contain 12 to 36 fuel cells. A feature of the multi-cell power plant is that a plurality of elongated tubular solid oxide fuel cells are arranged to form a parallel battery bundle. Each tubular solid oxide fuel cell includes a porous inner air electrode of, for example, strontium doped lanthanum manganate. The air electrode is covered with a dense, gas-tight solid oxide electrolyte of, for example, yttria-stabilized zirconia, except for a strip extending along the entire active length of the cell. The exposed strip is covered with a dense, gas-tight interconnect layer of, for example, magnesium-doped lanthanum chromite, which serves as a contact area for the adjacent fuel cell or power contacts. The solid oxide electrolyte is covered, for example, by a nickel-zirconia cermet porous fuel electrode, except near the interconnect. The spent fuel is combined with the spent oxidant in a separate combustion chamber and burns, and is discharged from the power plant as hot exhaust gas. In these high-temperature solid oxide multi-cell power generators, air and fuel combine to generate heat and electricity by an electrochemical reaction. This fuel can be derived from fossil fuels such as fuel gas extracted from coal, natural gas, and distillate fuel. Each of the solid oxide fuel cells is connected to air to form oxygen ions. From the air electrode (cathode) of the fuel cell to the fuel electrode (anode) through the solid oxide electrolyte between the air electrode and the fuel electrode. Is easily passed through. Oxygen ions can be obtained from carbon monoxide (CO) and / or hydrogen (H) extracted from reformed hydrocarbon fuel gas. _Two ) To generate electrons by emitting electrons. However, hydrocarbon fuels such as methane, ethane, natural gas (mostly containing ethane, propane, butane, and nitrogen in addition to methane), and vaporized petroleum distillates such as naphtha, are used as fuels for fuel cells in power generators. There is a problem with the direct use of fuels or hydrocarbon fuels containing alcohols such as ethyl alcohol. The direct use of these hydrocarbons as fuel gas deposits and soots carbon on the fuel cells and other components of the power plant, undesirably reducing the efficiency of the fuel cells and impeding proper power generation operation. Can be For example, carbon deposits on a fuel cell may block the gas propagation path of the porous electrode, causing an electrical short between the electrodes. As carbon deposits on other components of the power plant, such as insulation, the insulation efficiency is reduced and an electrical short circuit is formed through the insulator separating the battery bundles. Therefore, the fuel supplied to the fuel cell power generator generally includes carbon monoxide (CO) and hydrogen (H _Two ). Carbon monoxide and hydrogen fuels are obtained by reforming hydrocarbon fuel gas. Reforming is a process in which a reformable hydrocarbon fuel is combined with steam and / or carbon dioxide to produce carbon monoxide and hydrogen. For example, a reaction for reforming methane using water and carbon dioxide is given by the following equations (1) and (2). CH _Four + H _Two O → CO + 3H _Two (1) CH _Four + CO _Two → CO + 2H _Two (2) Therefore, in order to efficiently use the hydrocarbon fuel without detrimentally affecting the fuel cell power generation device, fresh hydrocarbon fuel gas is usually converted into steam obtained from circulated spent fuel gas. And / or combined with carbon dioxide to form a reformable fuel mixture. The reformable fuel mixture is reformed, ie, converted to carbon monoxide and hydrogen, using a reforming catalyst, usually a platinum or nickel compound, supported on pellet or board alumina. This reformed fuel is used as a fuel gas for a solid oxide fuel cell of a fuel cell stack of a power generator. Since the reforming of hydrocarbons is an endothermic reaction (ie, requires heat), heat must be supplied to this reaction. Reforming hydrocarbon fuels outside of a fuel cell power plant loses energy as heat in the reformer and the conduits connecting the power plant to the reformer, further complicating the power plant system (ie, thermal (Exchanger, pump, and large space are required), and the total cost is undesirably increased. U.S. Pat. No. 4,128,700 relates to fuel reforming outside a fuel cell power plant. Attempts have been made to reform hydrocarbon fuels inside the power plant, but this is particularly true when the optimal temperature for fuel reforming is the operating temperature of a solid oxide fuel cell, about 600 ° C to 1200 ° C, more specifically This is desirable because it is in the range of about 900 ° C to 1000 ° C, which is close to about 800 ° C to 1050 ° C. U.S. Pat. No. 4,374,184 (Somers, et al.) Solves this problem by performing internal reforming on the intentionally formed inert end of each tubular fuel cell. . According to this method, an excessive temperature gradient in the fuel cell stack is somewhat alleviated. However, this method significantly reduces the active area of the fuel cell in the fuel cell stack. U.S. Pat. No. 4,729,931 (Grimble) discloses a method for reforming a hydrocarbon fuel, such as finely divided nickel or platinum, located in a catalyst chamber outside a fuel cell stack near a power generation chamber of the fuel cell. Internal reforming is performed with catalyst packing. This configuration supplies a hydrocarbon fuel gas to a nozzle to mix with a spent circulating fuel gas containing water vapor and carbon dioxide gas, and passes this reformable gas mixture along the sides of the power generation chamber in heat exchange relationship therewith. After being transported and guided into the catalyst packing where reforming is performed, the reformed gas is sent to the fuel cell fuel plenum in the power generation chamber. U.S. Pat. No. 4,808,491 (Reicnner) performs internal reforming using the exhaust gas of a power generator as a heat source for reforming, and this exhaust gas is outside the fuel cell stack but not in the fuel cell. It is sent in heat exchange relationship with the reforming catalyst just below the closed end. For the above-described internal reforming method, it is still a difficult problem to transfer the heat required for the endothermic reforming reaction without generating an excessive temperature gradient in the fuel cell stack and the reformer. In order to prevent the temperature gradient from becoming excessive, the flow rate of the air sent to the fuel cell must be increased beyond the amount required for the electrochemical reaction with the fuel. One solution to this heat transfer problem is described in U.S. Pat. No. 4,983,471 (Reicnner et al.), In which channels for a reformable fuel mixture are provided in a fuel cell stack. Extends axial length. A reformable fuel mixture of hot spent circulating fuel gas and fresh hydrocarbon fuel to be reformed is pumped into this channel and enters the fuel cell stack through an inlet port to lengthen the fuel cell. Flows. Within the fuel cell stack, the reformable mixture comes in contact with a reformer that is dispersed along the length of the fuel cell, but this mixture is impregnated with nickel impregnated on a porous separator before contacting the fuel cell. Pass in the transverse direction. Another solution to this problem is described in U.S. Pat. No. 5,082,751 (Reichner), which discloses that reforming inside a solid oxide fuel cell power plant may be accomplished by individual reforming within a fuel cell stack. This is performed on the reformer / partition of the fuel cell or the reformer / partition of the individual battery bundle. This design separates elongated tubular fuel cells or cell bundles in a fuel cell stack by elongated partitions that can be made of a porous alumina insulation, such as an alumina board coated or impregnated with a reforming catalyst. The reformer / partition board structurally supports the individual fuel cells or cell bundles internally and reforms a hydrocarbon fuel mixture that can be reformed as fuel to the solid oxide fuel cells of the power plant. Have a heavy purpose. U.S. Pat. No. 5,082,751 to Reichner forms a partition wall between cell bundles because the reformer / partition is elongated between the bundles of fuel cells. The reformer / divider further defines a reforming channel having a solid elongated isolation wall that is hollow at a predetermined portion of its length and is exposed to the battery bundle because it is impregnated with the reforming catalyst. An inlet for the reformable fuel mixture into the reforming channel and a reformed fuel gas outlet are provided for delivering the reformed fuel to a fuel inlet plenum below the solid oxide fuel cell. The configuration of this built-in type reformer is such that the heat consumption of the reformer is distributed in the axial direction of the fuel cell at many places between the bundles of the fuel cell. Thus, the heat exchange area is significantly increased and the amount of extra heat removed by sending an extra flow of air is significantly reduced. This configuration also does not reduce the active area of the fuel cell because it utilizes the space that already exists between the bundles of fuel cells. When operating the device according to Reichner, US Pat. No. 5,082,751, unreformed hydrocarbon fuel leaks into the fuel cell stack via the reformer / partition board. This is a problem that cannot be ignored for the efficiency of the apparatus having the built-in type reformer and partition. This fuel leakage is due to the fact that these reformer / partition boards are made of porous (low density) alumina insulation. If unreformed fuel leaks into the fuel cell stack, carbon deposits on the fuel cell and other components of the power plant may be undesirable. To prevent unreformed fuel from leaking through the porous alumina board, attempts have been made to densify or plasma spray a brittle ceramic coating on the outer surface of the reformer / partition board, Unsuccessful. This approach cannot significantly reduce leakage due to cracking of the outer coating as well as the alumina board. This cracking is caused by thermal stress caused by a large temperature gradient on the surface of the alumina board, or by warpage due to the temperature gradient of the alumina board. Thus, a high-temperature solid that reforms the hydrocarbon fuel in the fuel cell stack of the power plant and supports and partitions the fuel cells or cell bundles without the unreformed fuel leakage associated with previously designed devices. There is a need for a self-contained hydrocarbon reformer for an oxide fuel cell power plant. The present invention provides an improved configuration of a self-contained reformer and partition for an electrochemical fuel cell stack having a dual function not only as a hydrocarbon fuel reformer but also as a partition for the fuel cell stack. . In the present invention, the inventors have solved, among other things, the problem of hydrocarbon fuel leakage through the reformer / partition board, the structural integrity of the board when subjected to thermal expansion, and the manufacturability of the board. . 4. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electrochemical fuel cell power generator having a built-in hydrocarbon reformer and partition in a fuel cell stack that solves the problems associated with conventional designs. Another object of the present invention is to provide a self-contained carbonization device for an electrochemical fuel cell power generator that significantly reduces the leakage of unreformed hydrocarbon fuel through the reformer / partition board to the fuel cells in the fuel cell stack. It is to provide a hydrogen reformer and a partition. Still another object of the present invention is a built-in type hydrocarbon reformer / partition in a fuel cell stack of a high temperature solid electrolyte fuel cell power generator, which is used not only as a reformer for hydrocarbon fuel gas but also for individual fuels. Gas partition means which acts as a partition of a battery or a bundle of cells and prevents unreformed fuel from leaking into the fuel cell stack, and does not prevent thermal expansion due to a temperature gradient between the fuel cell stack and the reformer. An object of the present invention is to provide a built-in type reformer / partition having a structure. One of the advantages of the present invention is that leakage of unreformed fuel from the reformer / partition to the fuel cell is significantly reduced. Another advantage of the present invention is that the structural integrity of the reformer / partition is improved because thermal expansion within the reformer / partition is allowed. Accordingly, the present invention is an electrochemical power plant, such as a high temperature solid oxide electrolyte fuel cell power plant, wherein each of the electrochemical power plants includes an outer fuel electrode, an inner air electrode, and a solid oxide electrolyte therebetween. A power generation chamber containing a fuel cell assembly comprising one or more bundles of elongated fuel cells connected to a fuel cell, and a fresh hydrocarbon fuel gas inlet to the power generation chamber for delivering fuel to the outer surface of the outer fuel electrode. An oxidant gas inlet to the power generation chamber for delivering the oxidant to the inner air electrode; and at least one of a spent fuel containing water vapor and / or carbon dioxide from the power generation chamber mixed with fresh hydrocarbon fuel. A spent fuel gas outlet channel, a power generation chamber for burning spent fuel and spent oxidant from the power generation chamber, and at least one burned gas exhaust channel from the combustion chamber. The power generator further comprises one or more elongated partitions axially located between the fuel cells or cell bundles along the axial direction of the fuel cells or cell bundles to form partitions therebetween. A hollow channel is provided within the at least one elongate partition along a selected portion of the length, the hollow elongate partition having a solid elongate wall and a modifiable reformed in the hollow channel. Includes a reformable fuel mixture inlet for delivering fuel, a reformed fuel outlet for delivering reformed fuel to the fuel cell, and a reforming catalytic material in a hollow channel, the partition having its thermal expansion And a means for preventing leakage of the unreformed fuel mixture gas to the fuel cell without preventing the fuel cell from generating. More particularly, the invention relates to a self-contained reformer in a fuel cell stack of a high temperature solid oxide fuel cell power plant, wherein one or more reformers / partitions are between elongated fuel cells or fuel cell bundles. Are extended in the axial direction of the fuel cell stack to isolate them, and one or more of the reformer / partitions is hollow, and a hollow region having a solid outer wall is impregnated with a reforming catalytic material. A reformable fuel mixture inlet to the hollow area, a reformed fuel outlet from the hollow area to the fuel cell, and a means for preventing unreformed fuel gas from leaking through the outer wall of the reformer and partition. The unreformed fuel gas diffuses into the fuel cell by enclosing the hollow reformer wall with nickel foil, Inconel foil or a suitable nickel-based alloy foil except at the reformable fuel mixture inlet. The partition wall that prevents A reformer characterized by surrounding the layer of metal foil with a housing made of the same material as the reformer, except at the inlet of the reformable fuel mixture, thereby preventing a short circuit of the power plant. . 5. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings illustrate certain presently preferred embodiments of the invention. The present invention is not limited to the disclosed embodiments, and various modifications are possible within the spirit and scope of the following claims. FIG. 1 is a side cross-sectional view of one embodiment of an electrochemical power plant according to the present invention, isolating two fuel cell bundles comprising a plurality of fuel cells and those bundles substantially free of fuel leakage. 3 shows a reformer / partition board provided with a gas partition. FIG. 2 is a partially enlarged side cross-sectional view of an electrochemical fuel cell according to the present invention, comprising two fuel cell bundles of a plurality of fuel cells and a gas partition separating these bundles without fuel leakage. 3 shows a reformer / partition board. FIG. 3 is a side view of a built-in type reformer / partition board of the present invention which can be installed between fuel cells or between fuel cell bundles in a fuel cell stack, and shows an embodiment in which a gas partition is composed of a plurality of parts. Some parts are cut away for clarity. FIG. 4 is a bottom view of the reformer / partition board taken along line 4-4 in FIG. FIG. 5 is a top view of the reformer / partition board along line 5-5 in FIG. FIG. 6 is a side cross-sectional view of the reformer / partition board along line 6-6 in FIG. FIG. 7 is a side view of a built-in type reformer / partition board according to another embodiment of the present invention, which can be installed between fuel cells or between fuel cell bundles in a fuel cell stack, and a gas partition is composed of a plurality of parts. In order to show the mode performed, a part is cut away. FIG. 8 is a bottom view of the reformer / partition board along line 8-8 in FIG. FIG. 9 shows still another embodiment of the built-in type reformer / partition board of the present invention which can be installed between fuel cells or between fuel cell bundles in a fuel cell stack and has a gas partition. FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention which can be installed between fuel cells or between fuel cell bundles in a fuel cell stack and has a gas partition. 6. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 shows an example of an electrochemical power generator, for example, a high temperature solid oxide electrolyte fuel cell (SOFC) power generator. The outer housing (12) surrounds the entire electrochemical generator. The outer housing can be made of a metal such as steel. The inner housing (14) surrounds a plurality of compartments including a power generation chamber (16) and a combustion chamber (18). The inner housing (14) can be made of a high temperature and oxidation resistant metal such as Inconel. Generally, the inside of the outer housing (12) and around all compartments are lined with insulation (20). The insulation (20) can be made of a low density alumina material such as alumina felt or alumina insulation board. The power generation chamber (16) (also referred to as a "fuel cell stack") contains one or more battery bundles, but the two battery bundles (22) and (24) in the illustrated example are arranged in parallel, respectively. It preferably comprises a plurality of tubular and elongated electrochemical cells (26), for example a high temperature solid oxide electrolyte fuel cell (SOFC). Each fuel cell (26) has a porous outer fuel electrode (28) (also referred to as "anode") covering the elongated outer surface, and a porous inner air electrode (30) (also referred to as "cathode") covering the elongated inner surface. ) And a dense and airtight solid oxide electrolyte (32) interposed between the fuel electrode (28) and the air electrode (30). The inner air electrode (30) is made of a perovskite family of doped ceramics, such as strontium-doped lanthanum manganite (LaMnO). _Three ), The solid oxide electrolyte (32) is made of dense, gas-tight, yttria or scandia stabilized zirconia, and the outer fuel electrode (28) is made of porous nickel-zirconia cermet (ZrO 2). _Two ). The inner air electrode (30) may be supported on a porous ceramic support tube of calcia stabilized zirconia (not shown), which is optional. In general, the outer fuel electrode (28) and the solid electrolyte (32) together provide an interconnect (not shown) that provides an electrical connection to an adjacent fuel cell (26) with an air electrode (30). Discontinuous at selected portions along the axial direction of the inner air electrode (not shown) so that it can be formed thereon. The interconnect is magnesium-doped lanthanum chromite (LacrO _Three ) And may include a nickel-zirconia cermet coating (not shown). Electrical connection via interconnects of adjacent fuel cells (26) is made by porous metal felt (34), for example nickel fiber felt, located along the active length of the fuel cell, preferably on the outside. It is improved by bringing the surfaces into direct contact. As shown, each fuel cell (26) is tubular, but of course other configurations, such as a flat plate, are feasible. It will be understood that reversing the relative positions of the air electrode (30) and the fuel electrode (28) is not a problem as long as the fuel electrode is brought into contact with the fuel and the air electrode is brought into contact with air or oxygen. . The outer housing (12) and the insulation (20) are pierced by the inlets (not shown) of the electrical leads and the ports for the electrochemical reactants, fuel and oxidant. The inlet port (36) for fresh hydrocarbon fuel, which is a reactant, allows the passage of the hydrocarbon fuel (F) as shown, and this feed fuel (F) generally consists mostly of methane. Unreformed natural gas. As will be described in more detail below, the hydrocarbon fuel (F) is directed through a series of fuel conditioning conduits, such as reforming channels, before being passed over the outer fuel electrode. Also, the fresh oxidant inlet port (38), as shown, allows the oxidant (O) to pass through, which is typically air or oxygen. As will be described in greater detail below, the oxidant (O) is directed through a series of conduits before being sent over the internal air electrode. The power generation chamber (16) is located between the fuel distribution plate (40) and the porous partition (42). The porous partition wall (42) is designed so that the partially reacted spent fuel gas indicated by (SF) that has passed outside the fuel cell can flow out of the power generation chamber (16). The spent fuel gas reacts with the used oxidant that has partially reacted (SO) that has passed through the inside of the fuel cell in the combustion chamber 18 and burns to become a high-temperature burned exhaust gas (E). . This burned exhaust gas is exhausted to the atmosphere via the burned exhaust channel (44). The burned exhaust channel can be formed of a high temperature, oxidation resistant metal such as Inconel. A portion of the spent fuel (SF) containing steam and / or carbon dioxide not sent to the combustion chamber (18) is sent to the mixing chamber (48) via the spent fuel circulation channel (46), Then, by combining with the fresh hydrocarbon fuel (F), a fuel mixture (RFM) that can be reformed is obtained, whereby oxygen species necessary for the fuel reforming reaction are supplied and unreformed hydrocarbon fuel (RFM) is supplied. Modification of F) becomes easy. The spent fuel circulation channel can be formed of a high temperature and oxidation resistant metal such as Inconel. A power generation chamber inlet port (50) for delivering the reformed fuel gas to the fuel electrode (28) of the fuel cell (26) in the fuel cell stack (16) is spaced between the fuel distribution plates (40). It is provided. A preferably tubular, elongated fuel cell (26) extends in the power generation chamber between the fuel distribution plate (40) and the porous partition (42). Each fuel cell (26) has an open end 52 in the combustion chamber (18) and a closed end (54) in the power generation chamber (16) near the fuel distribution plate (40). At the open end of the fuel cell (26), an oxidant conduit (56), such as an oxidant riser, extends therethrough. In such a fuel cell power generator (10), the inventors use an improved reformer / separator (also referred to as a “reformer / divider”) so that the unreformed fuel can be converted into a fuel before the fuel reforming. The fresh hydrocarbon fuel gas (F) before contacting the fuel electrode (28) of the fuel cell (26) is reformed inside the fuel cell stack (16) so as to hardly leak into the fuel cell stack (16). A new way to make reformed fuel (RF) has been discovered. The reformer / partition of the present invention not only serves as a partition wall of the fuel cell (26) or the cell bundle (22, 24) in the fuel cell stack, but also supports other power generation device components and also serves as a reformer / partition. Undesirable leakage of unreformed fuel gas (F) into the fuel cell stack (16) due to board pores is substantially eliminated. This reformer / partition configuration substantially prevents unwanted structural degradation due to thermal expansion of the board. According to one aspect of the invention, a plurality of preferably tubular, elongated fuel cells (26) forming a cell bundle (22, 24) extend between the porous partition (42) and the fuel distribution plate (40). It is isolated by an elongated partition (58). These bulkheads (58) can be manufactured from solid pieces of porous alumina board of appropriate thickness and form the compartments of the fuel cell stack and provide the fuel cells with structural integrity within the power plant. It is arranged in a stack (16). In the present invention, at least another partition is used as a dual purpose reformer partition (60) as shown. The reformer / divider (60) passes between the individual fuel cells (26) in the fuel cell stack or between the cell bundles (22), (24) and the porous partition (42) and the fuel distribution plate (60). 40) means for reforming fresh hydrocarbon feed fuel (F) to a reformed fuel (RF) before being sent to the outer fuel electrode (28) of the fuel cell (26). I do. This reformer / partition (60) can be made of a porous alumina board. Unlike the conventional reformer / partition in the fuel cell stack described in U.S. Pat. No. 5,082,751 (Reicnner), this reformer / partition (60) uses unreformed fuel gas (F). ) Leaks out of the outer wall of the porous alumina board and reaches the outer fuel electrode (28) before being reformed to reformed fuel (RF). The reformer / partition board (60) is provided with gas diffusion preventing partition means which will be described later in detail, and this partition means prevents gas leakage due to diffusion. The partition means is configured to prevent structural deterioration of the reformer / partition board (60) due to thermal expansion. Referring to FIG. 2, each reformer / partition (60) includes an inner board (62) having a hollow inner channel (64) surrounded by a solid elongated wall (66), the inner channel comprising a fuel An inlet or open end (68) of a reformable fuel gas mixture (RFM) (eg, natural gas mixed with spent fuel) near the closed end (54) of the cell (26); ) And a closed end (70) near the open end (52). The inner channel (64) can be formed, for example, by a capillary (72) or a septum (74), both configurations of which the reformable fuel mixture (RFM) is a reformer / partition (60). After flowing through the inside of the fuel cell and hitting the upper closed end (70), it flows in the opposite direction to the closed end (54) of the fuel distribution plenum (88) and the fuel cell (26) from the open end (68) of the bottom. The fuel flows to the fuel cell (26) of the fuel cell stack (16) as a reformed fuel via a fuel port (50) near the fuel cell (16). The reformer-divider (60) of the present invention also includes gas partition means 76 substantially surrounding the solid elongated wall (66) except at the open end or inlet (68), and a reformer-divider (60). 60) and an outer board housing (78) substantially surrounding the gas bulkhead assembly (76) except at the open end or inlet (68). As shown, when the conduit (72) is used, the reformable fuel mixture (RFM) flows from the top through the interior of the riser (72) from the inlet (68) and then to the closed end (70). ) And turns in the opposite direction through the reformer / divider (60) and exits as reformed fuel (RF) at the inlet (68). If a single septum (74) is used, the reformable fuel mixture (RFM) will extend along one side of the septum from the inlet (68) along the channel formed by that septum and the walls of the partition (60). After flowing, the flow turns at the top of the partition wall and flows in the reformer / partition (60) in the opposite direction through the channel formed by the partition wall and the other wall of the partition. The reforming catalytic material may be modified within the cross section of the reformer / partition (60), for example, as a coating on or within the inner wall (80) of the hollow reformer / partition, or as a reformable fuel riser. The supply side (84) and / or the return side (86) formed in the compartment area (82) between the side walls of the porcelain and partition or by the partition (74), that is, on one or both sides of the partition. Disposed as filling. The reforming catalyst material includes a catalyst capable of reforming the hydrocarbon feed fuel (F) at (80, 82, 84 or 86), and a gas flow when used as a catalyst bed at a portion (82, 84 or 86). Should not be tightly packed to excessively limit The reforming catalyst material preferably contains at least one of gold and nickel, and most preferably contains nickel. The reforming catalytic material can be used as a thin film, a coating, a metal fiber, a pellet or a particle having a large surface area alone or together with an alumina filament, or as a coating on an alumina filament, It may also contain an effective amount of an additive that helps limit carbon deposition. Reforming involves mixing the reformable hydrocarbon fuel (F) with steam and / or carbon dioxide, preferably derived from spent fuel (SF), to form a reforming catalytic material for the hydrocarbon fuel. Upon contact, carbon monoxide (CO) and hydrogen (H _Two )) To produce a reformable fuel mixture (RFM). For example, the reforming of methane and ethane (natural gas) is represented by the following equations (1)-(4). CH _Four + H _Two O → CO + 3H _Two (1) CH _Four + CO _Two → 2CO + 2H _Two (2) C _Two H ₆ + 2H _Two O → 2CO + 5H _Two (3) C _Two H ₆ + 2CO _Two → 4CO + 3H _Two (4) In general, provide extra water to the reformable fuel mixture (RFM) to reduce the tendency to deposit carbon. After reforming, the fuel (RF) is discharged from the reformer / divider (60), and the distribution plenum (88) and the fuel distribution plate near the bottom closed end (54) of the fuel cell (26). It passes through the fuel stack inlet port (50) formed in (40) and contacts the fuel cell (26). In a preferred embodiment, these channels are a series of hollow ceramic or refractory metal (such as Inconel) conduits (72) in a hollow alumina partition board, between the conduits and the inner wall of the alumina board. The compartment area contains nickel particles acting as a reforming catalyst. The reformed fuel (RF) flows into the power generation chamber (16) via the port (50) near the closed end (54) of the fuel cell (26), while the fuel flows over the peripheral surface of the fuel cell. It contacts the electrode (28). The reformed fuel (RF) electrochemically reacts with an oxidant (O), for example, air that has passed through the solid electrolyte (32) from the air electrode (30), and is consumed as spent fuel (SF). The porous partition (42) is reached. The spent fuel (SF) depleted at high temperature flows into the preheated combustion chamber (18) via the partition (42), where it returns from the inside of the fuel cell, the oxygen-deficient air or Reacts directly with spent oxidant (SO). The incoming oxidant is preheated using the considerable heat contained in the spent fuel and air and the heat generated by the reaction. The products resulting from the direct interaction of fuel and air are discharged from this preheating chamber, and the thermal energy contained in these products is used, for example, to preheat the reactants flowing into a conventional metal heat exchanger. Is done. Each fuel cell (26) included in the fuel cell stack (16) has, for example, H _Two , CO, CH _Four A fuel gas, such as natural gas, and an oxidant, such as air or oxygen, are provided at a temperature of about 800 ° C to 1200 ° C. The oxidant electrochemically oxidizes the fuel through a series of electrochemical reactions in the fuel cell and is consumed as by-products (i.e., partially reacted) as well as DC electrical energy, heat and water vapor. ) Produce spent fuel and spent oxidizer. Since each fuel cell typically produces a rather small open circuit voltage of less than 1 volt, a large number of fuel cells are electrically connected at least in series, preferably in the form of a series-parallel rectangular array, to provide a high output voltage. Generate. For a detailed description of fuel cells, fuel cell power plants, their electrical interconnects, and their configurations and materials, see US Pat. No. 4,395,468, which is incorporated by reference in its entirety. No. 4,490,444 (Isenberg): 4,751,152 (Zymboly). The oxidant (O) flows from the oxidant inlet port (38) through a supply conduit (56) inserted into the open end (52) of the fuel cell and contacts the inner air electrode (30). In addition, hydrogen (H _Two ) And reformed fuel (RF), such as carbon monoxide (CO), flow outside the fuel cell and contact the outer fuel electrode (28). At a fuel cell operating temperature of about 600 ° C. to 1200 ° C. and an optimum temperature of 800 ° C. to 1050 ° C., oxygen ions generated at the interface between the air electrode (30) and the solid oxide electrolyte (32) pass through the electrolyte (32). Then, it binds to the reformed fuel (RF) at the interface between the fuel electrode (28) and the solid oxide electrolyte (32). Reformed fuel (RF) releases electrons when electrochemically oxidized, and these electrons flow through an external load circuit to the air electrode to generate current. In this way, the electrochemical reaction between the oxidant (O) and the reformed fuel (RF) creates a potential difference in the external load circuit that maintains a continuous flow of electrons and oxygen ions in the closed circuit. Useful power can be extracted. The electrochemical reaction that occurs when the reformed fuel gas is hydrogen gas or carbon monoxide gas can be represented by the following equations (5), (6), and (7). Air electrode: O _Two + 4e ^- → 2O ^2- (5) Fuel electrode: O ^2- + H _Two → H _Two O + 2e ^- (6) O ^2- + CO → CO _Two + 2e ^- (7) Referring to FIG. 3-6 in more detail, the reformer / partition (60) of the embodiment having the gas diffusion partition as shown in the drawing preferably has a configuration of three parts. The reformer / divider (60) includes an inner board (62) including a hollow reforming channel (64) for reforming a reformable fuel mixture (RFM), an unreformed fuel (F) before reforming. ) Comprises an airtight bulkhead (76) substantially surrounding the outer wall (66) of the inner board to prevent leakage into the fuel cell stack, and an outer board (78) containing a subassembly of the inner board and the gas bulkhead. . An inner board (62) of the reformer is provided with a reforming cavity (64) including a reforming catalyst (80). The inner board (62) also includes an inlet or open end (68) of a reformable fuel mixture (RFM) to be located near the closed end (54) of the fuel cell (26), and a fuel cell (26). And a closed end (70) to be located near the open end (52) of the slab. A fuel riser (72) is located in the reformable fuel mixture inlet (68). Since this tube extends into the cavity (64) to near the closed end (70), the reformable fuel mixture (RFM) passes inside the inner board (62) to the inner board closed end near the open end of the fuel cell. (70), where it turns and flows through the inner board cavity (64) in contact with the inner wall impregnated or coated with the reforming catalyst (80), and then the reformed fuel ( (RF) to the fuel cell (26). The inner board (62) is surrounded by an airtight bulkhead (76). The airtight partition (76) can be formed of a nickel foil, an Inconel foil, or a foil made of another suitable nickel-based alloy. The gas-tight septum (76) essentially surrounds the inner board (62) except for the inlet (68) of the reformable fuel mixture (RFM). Hermetic partitions are used to prevent unreformed fuel gas (F) from leaking into the fuel cell stack through the interior of the inner board. The gas-tight septum (76) is also surrounded by an outer board (78) surrounding the gas-tight septum and the reformer board subassembly except at the inlet of the reformable fuel mixture (68). Thus, each reformer / divider (60) comprises an inner reformer (62) having an inlet (68) for a reformable hydrocarbon fuel mixture (RFM), such as natural gas mixed with spent fuel, a reformer. Reforming channel in the inner board containing the catalyst (80), the reformed fuel outlet (88) for directing the reformed fuel (RF) to the fuel inlet port (50) to the fuel cell, the gas bulkhead means ( 76), and an outer separator board (78) exposed to the fuel cell (26). The inner board (62) serving as a reformer is preferably substantially rectangular and may be formed of a porous alumina insulating board having a thickness sufficient to form hollow channels, preferably rectangular channels, in the board. It is possible that this channel extends from the open end (68) of the board near the closed end of the fuel cell (26) to the closed end near the open end (52) of the fuel cell (26) along the axial length of the fuel cell. Extends to end (70). The cavity (64) inside the inner board is preferably coated or impregnated with a reforming catalytic material (80), such as nickel or platinum, to provide the reforming surface of the reformable hydrocarbon fuel mixture. provide. For a more detailed description of the reforming catalytic material and the method of impregnating the catalytic material on the alumina board, see U.S. Pat. No. 4,898,792 (Singh), which is incorporated by reference in its entirety. , Et al.). The inner board (62) of the reformer is substantially surrounded by a gas-tight partition (76), which is between the outer wall (66) of the inner board and the fuel cell (26) in the fuel cell stack (16). Gas diffusion barrier. The gas partition (76) can be formed of metal foil surrounding the outer wall (66) of the inner board (62) of the reformer except at the open end (68) of the reforming cavity. Nickel or Inconel foil or the like can be used as the metal foil. The metal foil acts as a barrier to prevent non-negligible leakage through the surface of the inner board into the fuel cell. The partition outer board (78) can also be made of a preferably substantially rectangular porous alumina insulating board. The width and height of the outer board (78) are substantially the same as the fuel cell stack, and a hollow channel, preferably a rectangular channel, formed inside is a sub-assembly of the inner board (62) and the metal foil gas partition (76). Have a sufficient thickness to accommodate the The outer board (78) is supported by a fuel distribution board (40) just below the fuel cell stack (16). The outer board preferably includes a hollow channel (90) for the sub-assembly of the inner board (62) and the metal foil gas bulkhead (76), the gap (92) being between the inner board (62) and the outer board (76). 78) is large enough to absorb the thermal expansion of the board, thus significantly reducing structural damage to these boards due to thermal stresses during operation of the power plant and reformer. The metal foil gas partition (76) can absorb the thermal expansion of the alumina board by locally deforming. The outer board (78) also compensates for the lack of total wall thickness required for proper heat transfer from the fuel cell stack (16) to the reforming channel (64) and the reformable gas mixture (RFM). The short circuit of the fuel cell and the power generator is prevented by providing electrical insulation between the metal foil and the isolated fuel cell or cell bundle in the fuel cell stack. The use of a reformer / divider (60) of an unreformed fuel mixture containing a gas barrier layer, such as a metal foil barrier, as a means of preventing gas from leaking through its walls may result in a failure of the fuel cell stack. Numerous advantages are obtained in a high temperature solid oxide electrolyte fuel cell power plant having a built-in hydrocarbon fuel reformer between fuel cells or cell bundles. The heat transfer required for the endothermic reforming reaction is performed without generating an excessive temperature gradient in the fuel cell stack as compared with other hydrocarbon reformers that are built-in but are not arranged in the fuel cell stack. . Therefore, it is not necessary to increase the flow rate of air to the fuel cell to prevent the occurrence of an excessive temperature gradient, which has the desirable advantage of reducing pump power requirements. This can also relieve excessive thermal stress occurring in the reformer / partition and improve the structural integrity of the power plant over a long operating period. Furthermore, the leakage of the unreformed gas mixture through the reformer / partition board is significantly reduced, so that carbon and soot are formed in the fuel cell and other components of the power generator even when the power generator is operated for a long period of time. Can be prevented. Reduced soot formation eliminates the problems of clogging the gas transport path and causing electrical shorts. In addition, the ability to withstand local temperature gradients along the surface of the reformer / partition board and the ability to withstand warpage of the board due to stress caused by the temperature gradient between the board surfaces is further improved. For example, the outer board (78) of the reformer / partition used in the 100 kilowatt high temperature solid oxide fuel cell power plant is rectangular in shape and typically has a fuel cell stack length of about 60 inches and a width of about 34 inches. , The thickness is about 1.75 inches. The overall width and thickness of the inner board (62) and the metal foil gas partition (76) of the reformer / partitioner are slightly smaller, so that the inner board and the gas diffusion wall are completely covered by the outer board. The inner board (62) is typically about 59 inches long, about 32 inches wide and about 1 inch thick, or is divided into several parts having the same overall dimensions. The metal foil (76) separating the inner board from the outer board has a thickness of about 0.5 mm. 001 to 0.005 inches (1.0 to 5.0 mils). The thickness of the gap (92) between the inner board and the gas diffusion wall subassembly and the outer board is about 0. 050 inches (50 mils). A rectangular hollow channel (64) forming the reforming channel extends from the open end (68) along the length of the inner board and is closed from the opposite end a distance longitudinally within the board. Because it terminates at (70), its length is slightly shorter than the inner board. The hollow channel (62) is conventionally impregnated with a catalytic material for reforming the unreformed hydrocarbon fuel and provides a fuel reforming surface. There are various methods for manufacturing the reformer / partition board (60). As an example, a method of forming an inner board (62) and an outer board (78) of a reformer / partitioner by dividing an alumina insulating material in half along its length and exposing the inner surface of the board. Each half is machined along its inner surface from one end to the other end to form a rectangular channel with internal channels (64) and (90) having open and closed ends, respectively. . A recess is formed by machining in the width direction of the outer surface of each half constituting the inner board, and after the inner board is assembled, the strip of Inconel can be set in the recess and welded at that position. Because the metal foil is used to confine the reformable gas mixture within the reforming channel, the joints on each half of the inner board need not be airtight. This eliminates the time consuming and unreliable gluing operation of installing the seal in a leak-proof manner on the inner board. The layer of metal foil can be formed of a sheet of nickel or inconel, which is folded around the inner board and then welded along the side seams. Reinforcement of the metal foil is possible by making the nickel strip two layers in the weld line and making it a suitable material for welding. The reinforcement seals the seams by TIG welding after overlapping and spot welding when handling them. It is also possible to weld the seam resistance, electron beam or laser. The outer boards can be joined together, or preferably by using insulating or ceramic clips along the edges. The operation of the reformer / partition (60) of the present invention during the operation of the power generator (10) will be described by way of example. A gaseous oxidant (O) such as air is supplied through the oxidant inlet (38). Feed and flow into the oxide feed conduit (56) at a temperature of about 500 ° C to 700 ° C and slightly above atmospheric pressure. The oxidant (O) can optionally be heated in a conventional manner, such as by a heat exchanger coupled to a blower (not shown), before flowing into the housing (12). The oxidant (O) in the conduit (56) is further heated to a temperature of about 800 ° C to 900 ° C by the considerable heat liberated by the burned exhaust gas (E) as it passes through the combustion chamber (18) in heat exchange relation. Is done. The oxidant (O) then absorbs most of the heat generated during the electrochemical reaction as it flows through the oxidant circuit extending longitudinally inside the fuel cell (26) and is further heated to approximately 1000 ° C. You. A small portion of that heat is absorbed by the fuel. The oxidant (O) is then discharged into the closed end (54) at the bottom of the fuel cell (26) and contacts the inner air electrode (30) along the active length of the fuel cell. The oxidant (O) released into the fuel cell (26) then reverses the flow direction and electrochemically reacts at the inner air electrode (30) along the active length of the fuel cell, thereby producing a fuel cell. Oxygen is consumed as it approaches the open end (52). Thereafter, the depleted or spent oxidant (SO) flows out into the combustion chamber (18) via the open end (52) of the battery. Spent oxidizer (SO) is combusted with spent or depleted fuel (SF) and burns, and part of depleted fuel (SF) permeates through the porous partition wall (42) and burns hot exhaust gas. (E). This exhaust gas is exhausted from the power plant via the burned exhaust gas outlet channel (44). Before the exhaust gas (E) is discharged from the power generating device, the burned exhaust gas (E) is sent so as to maintain a heat exchange relationship with other components (not shown) of the power generating device, for example, the walls of the reforming chamber. It becomes a heat source. In the present invention, as the hydrocarbon fuel gas (F) to be reformed, hydrocarbon gas containing methane, ethane, propane, etc., vaporized petroleum fractions such as naphtha, alcohols such as ethyl alcohol, preferably natural gas, That is, a mixture of propane, butane, and nitrogen, with approximately 85% methane and 10% ethane, with the balance being the balance, can be used. These reformable fuels are fed into the fresh hydrocarbon fuel inlet (36) as unreformed feed fuel (F). The hydrocarbon feed fuel gas (F) forms a reformable fuel mixture (RFM) when mixed with steam and / or carbon dioxide in the mixing chamber (48). This power generator can supply steam and / or carbon dioxide from spent (SF) to fuel gas. As shown, the majority of the hot spent spent fuel (SF) formed along the axial length of the outer fuel electrode (28) goes to the spent fuel gas circulation channel (46). As described above, the remainder of the spent fuel (SF) flows into the combustion chamber (18) and combines with the spent oxidant (O) to burn and preheat fresh oxidant (O). After the spent fuel circulation channel (46) flows out of the power generation chamber (16), it is fed into and mixed with fresh hydrocarbon fuel (F) in a mixing chamber (48) such as an ejector, a jet pump or an aspirator. . For this reason, at least a part of the spent fuel containing water vapor and / or carbon dioxide gas is recirculated, and oxygen species required for reforming are obtained. Also, if necessary, extra oxygen species for reforming is obtained without significant decomposition of hydrocarbons. The mixture of spent fuel and fresh hydrocarbon fuel provides a reformable fuel mixture (RFM) that is reformed on the way to a fuel cell stack (16) including the fuel cell (26). In the present invention, a reformable fuel mixture (RFM) is applied to a reforming chamber / partition (60) located between individual fuel cells (26) or between cell bundles (22, 24) in a fuel cell stack. Pass through the quality room. When the fuel riser (72) is used during operation of the reformer / divider (60), the reformable fuel mixture (RFM) flows from the inlet of this tube to the top and then to the reformer / compartment (60). The inner wall of the inner board impregnated with the reforming catalyst while flowing near the closed end (70) of the partition (60), reversing the flow direction and flowing through the internal channel (64) of the reformer / partition Contact with. To this end, the reformable fuel mixture is reformed along the active length of the inner board of the reformer. If a single bulkhead (74) is used, the reformable fuel mixture (RFM) flows from the inlet along one side of the bulkhead and flows through the channel formed by the bulkhead and the partition wall to the top of the bulkhead. After that, the flow direction is reversed at the top, and reformed by flowing through the channel formed by the partition and the other wall of the partition. The reformed fuel mixture after passing through the reforming material of the reformer / partition (60) is used as a fuel for connecting the reformer / partition (60) to the power generation chamber (16) as a reformed fuel (RF). Through a series of ports (50) in the distribution plenum (88). After the reformed fuel (Rf) flows into the power generation chamber, it flows over the outer fuel electrode (28) of the fuel cell. The reformed fuel (RF) flowing over the fuel electrode (28) of the fuel cell (26) undergoes an electrochemical reaction at the outer fuel electrode (28) as it flows through the fuel cell (26) along its active length. And depletes as it approaches the porous partition (42) and the spent fuel circulation channel (46). The spent spent fuel (SF) is then discharged through the porous partition (42) into the combustion chamber (18) and into the spent fuel circulation channel 46 as described above. Due to the overall electrochemical reaction of the power plant operating at a temperature of about 800 ° C. to 1200 ° C., typically 1000 ° C., hydrogen (H _Two ) And reformed fuel gas (RF) such as carbon monoxide (CO) are converted to DC electrical energy, heat and steam. The oxidant (O) sent inside the fuel cell is electrochemically reduced at the air electrode-electrolyte interface. Electrons for reducing the oxidant are supplied from the air electrode. The generated oxygen ions become part of the crystal structure of the solid oxide electrolyte and move through the electrolyte to the electrolyte-fuel electrode interface. Fuel flowing outside the fuel cell is electrochemically oxidized at the electrolyte-fuel electrode interface. The oxidized fuel is discharged. The released electrons generate a direct current by flowing through an external circuit toward the air electrode. For a more detailed description of the electrochemical operation of a high temperature solid oxide fuel cell power plant, see U.S. Pat. No. Re. 28,792 (Ruka), which is incorporated by reference in its entirety. I want to be. In a second embodiment of the present invention, shown in FIGS. 7 and 8, the reformer / divider (100) comprises a plurality of axial portions (102) stacked to form a reformer / divider of desired dimensions. Provided as Each axial section (102) comprises a hollow inner board (104) impregnated with a reforming catalyst (106), an airtight bulkhead (108), and a hollow outer board (110). A hermetic barrier layer, for example a metal foil, can be produced by separating the board assembly into several axial sections, if desired, by removing the requirement of leak-proofing from this alumina board assembly. enable. This allows the interior pockets of the inner and outer boards to be formed by machining with conventional tools without splitting the board in two halves, thus eliminating the need to join the halves of the board. Each of these axial portions (102) is 12 to 20 inches high and approximately 24 inches wide, and may be stacked as needed so that the reformer / partition is of any height. Each of these axial sections can be held in alignment by ceramic connecting rods (112) extending the entire length of each section as assembled at a location adjacent to the internal reforming channel. In the third embodiment of the reformer / partition shown in FIG. 9, another configuration surrounding the gas partition is shown. The reformer / partition (200) of this embodiment is rectangular and is divided into a plurality of portions (202) along the length direction. Each section is hollow (204) along the length of its inner surface and has two open ends (206), (208), thus forming a rectangular conduit. The hollow region (204) is impregnated with the reforming catalyst (210). A gas partition (212), such as a half-metallic enclosure, acts as a partition to prevent gas leakage. The gas barrier (212) can be made of a high temperature resistant metal such as Inconel. Inside each half of the gas partition (212), each part (202) of the reformer / partition (200) divided in the axial direction is arranged in a stacked state so as to have a desired height. An Inconel separator (214) is provided in one half forming the stacked reformer / partition and gas bulkhead assembly. The two half halves are connected by a rectangular bellows (216). These bellows are at the same height as the Inconel separator (214) and serve to absorb the expansion of the Inconel gas partition which is different from the alumina insulating board. The bellows preferably bends towards a release (not shown) machined into the separator. Further, since this bellows has an effect of giving rigidity to the central surface of the gas partition, it is useful for suppressing distortion due to heat. The outer surface of the gas partition is insulated by alumina paper 218 to prevent a short circuit of the fuel cell stack. In the fourth embodiment of the reformer / partition shown in FIG. 10, another configuration example of the gas partition is shown. The reformer / partition (300) of this embodiment is rectangular and is divided into a plurality of portions (302) in the axial direction. Each portion (302) is hollow along the length of its inner surface, forming a hollow channel (304). The hollow channel (304) is impregnated with the reforming catalyst (306). The axial sections (302) are then stacked inside a gas barrier (308), such as a metal enclosure. The gas barrier (308) can be formed of a high temperature resistant metal such as Inconel. After passing the bonding wire or rod (310) through the cross-section length of the gas bulkhead (308) and reformer / partition, if necessary, to provide stiffness to the sides to reduce the tendency to buckle Alternatively, it may be welded to the outer surface of the gas partition. If a bonding wire or rod (310) is used, a slot (312) is provided in the reformer / partition so that the bonding member can move due to the relative thermal expansion differential. When mounted on the fuel cell stack of the power plant, the gas bulkhead can expand toward the bottom, where the lower end of the gas bulkhead is in a crack remaining between the fuel distribution board (40) and the reformer and partition assembly. Penetrates or extends flush with the top of the locating board at the closed end of the battery. In either case, fuel leakage due to thermal expansion is slight and can be trapped at the bottom of the fuel cell stack. By insulating the gas barrier of Inconel with alumina paper (314) or other insulating material such as sprayed ceramic, short circuiting of the fuel cell stack can be prevented. In both of the last two embodiments, the problem of fuel leakage or diffusion through the porous alumina board is significantly reduced because the gas barrier entraps the fuel. The invention will now be more apparent when considering the following examples, which illustrate the configuration and operation of the reformer / partition according to the invention. Example A reformer / partition used for a 100 kW SOFC power generator was constructed according to the design shown in FIGS. 1-6, and its mechanical integrity, reforming capacity, and manufacturability were evaluated. The reformer / divider consists of an inner board assembly formed from machined alumina board material, a nickel foil lining of about 0.055 inch thick placed around the final inner board assembly, inner board and metal It consisted of an outer board machined from an alumina board, placed around the foil subassembly. The inner board was machined to form gas pockets, which could have been formed by other means, such as by securing strip material to the edges of a flat sheet. The catalyst was loaded into the inner board assembly by immersing the board in a solution holding the catalyst. An airtight seal was formed by wrapping a foil lining around the mandrel and welding the seam by resistance welding. Thereafter, a leak check before the test was performed 10 times at the expected operating pressure, and it was found that there was no leak at the joint. The outer board assembly was machined into two parts and then assembled over the inner board assembly. The assembled reformer / partition was placed in a reformer / partition test apparatus that simulates the environment of the fuel cell stack. A fuel rich in methane was supplied to the board for a long time (1500 hours), and the composition of the discharged fuel gas was measured. The fuel flow rate was varied to represent the expected operating point for a 100 kilowatt power plant. These tests have shown that the overall reforming efficiency is acceptable and better than that obtained with current externally mounted reformers used in small power plants. Reforming efficiencies varied from about 85% to 90%, with higher efficiencies obtained at lower flow rates (minimum power simulation). Later visual inspection revealed no oxides or corrosion on the surface of the foil lining and no apparent mechanical creep. Thereafter, the foil lining was checked, but no leakage was still observed. The microstructure of the foil was examined by taking and analyzing a sample of the material. This reformer / partition design based on the obtained results is for use in current and future SOFC power plants. Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, other variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. The present invention is not limited to the embodiments specifically mentioned, but should refer to the appended claims, rather than the above description, in assessing the spirit and scope of the present invention, which claims exclusive rights.

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年９月１７日（１９９８．９．１７）【補正内容】国特許第４，１２８，７００号は、燃料電池発電装置の外部における燃料の改質に関するものである。発電装置の内部で炭化水素燃料を改質しようとする試みがあるが、これは特に、燃料改質の適温が固体酸化物燃料電池の運転温度である約６００℃乃至１２００℃、さらに詳細には約８００℃乃至１０５０℃に近い約９００℃乃至１０００℃の範囲にあるという理由で望ましいことである。米国特許第４，３７４，１８４号(Somers)は、この問題を、管状の各燃料電池に意図的に形成した不活性端部上で内部改質を行うことで解決している。この方法によると、燃料電池スタック内の過大な温度勾配が幾分緩和される。しかしながら、この方法は燃料電池スタック内の燃料電池活性領域を著しく減少させる。米国特許第４，７２９，９３１号(Grimble)は、燃料電池の発電室の近傍で燃料電池スタックの外部にある触媒室内に配置した、細かく砕いたニッケルまたは白金のような炭化水素燃料改質用触媒充填物により内部改質を行っている。この構成は、炭化水素燃料ガスをノズルに供給して水蒸気及び炭酸ガスを含む使用済み循環燃料ガスと混合し、この改質可能なガス混合物を発電室の側部に沿ってそれと熱交換関係で搬送して改質の行われる触媒充填物内へ導いた後、改質済みガスを発電室内の燃料電池燃料プレナムへ送る。米国特許第４，８０８，４９１号(R eicnner)は、改質用熱源として発電装置の排気ガスを用いて内部改質を行うが、この排気ガスは燃料電池スタックの外部であるが燃料電池の閉端部直下の改質用触媒と熱交換関係で送られる。上述した内部改質法にとって、燃料電池スタック及び改質器内に過大な温度勾配を発生させることなく吸熱改質反応に要する熱を移送させるのは依然として解決困難な課題である。温度勾配が過大になるのを防止するためには、燃料電池へい送る空気の流量を燃料との電気化学的反応に要する量以上に増加させなければならない。この熱移送の問題の１つの解決法が米国特許第４，９８３，４７１号（Reicnner et al.）に記載されているが、この特許では改質可能な燃料混合物用のチャンネルが燃料電池スタックの軸方向長さを延びている。高温の使用済み循環燃料ガスと改質すべき新鮮な炭化水素燃料を混合した改質可能な燃料混合物がこのチャンネルに送り込まれ、入口ポートを通って燃料電池スタック内に入り燃料（ＳＦ）の一部は、使用済み燃料循環チャンネル（４６）を介して混合室（４８）へ送られ、そこで新鮮な炭化水素燃料（Ｆ）と結合することにより改質可能な燃料混合物（ＲＦＭ）となるが、これにより燃料改質反応に必要な酸素種が供給されると共に未改質炭化水素燃料（Ｆ）の改質が容易になる。使用済み燃料循環チャンネルは、インコネルのような耐高温・耐酸化性金属で形成可能である。燃料分配プレート（４０）の間には、改質済み燃料ガスを燃料電池スタック（１６）内の燃料電池（２６）の燃料電極（２８）へ送るための発電室入口ポート（５０）が離隔して設けられている。好ましくは管状で、細長い燃料電池（２６）は、燃料分配プレート（４０）と多孔質隔壁（４２）の間の発電室内を延びる。各燃料電池（２６）は燃焼室（１８）内にある開端部５２と、燃料分配プレート（４０）近くの発電室（１６）内にある閉端部（５４）を有する。燃料電池（２６）の開端部には、酸化剤立ち管のような酸化剤導管（５６）がその中を延びる。かかる燃料電池発電装置（１０）において、発明者等は、改良型改質器兼分離器（「改質器兼仕切り」とも呼ぶ）を用いることにより、燃料改質前に未改質燃料が燃料電池スタック内にほとんど漏れしないようにして、燃料電池（２６）の燃料電極（２８）に接触する前の新鮮な炭化水素燃料ガス（Ｆ）を燃料電池スタック（１６）の内部で改質して改質済み燃料（ＲＦ）にする新しい方法を発見した。本発明の改質器兼仕切りは、燃料電池スタック内の燃料電池（２６）または電池束（２２，２４）の隔壁となるだけでなく他の発電装置構成要素を支持すると共に改質器兼仕切りボードの細孔による燃料電池スタック（１６）への未改質燃料ガス（Ｆ）の望ましくない漏れが実質的になくなるようにする。この改質器兼仕切りの構成は、そのボードの熱膨張による望ましくない構造的な劣化を実質的に防止する。本発明の１つの構成によると、電池束（２２，２４）を形成する好ましくは管状で、細長い複数の燃料電池（２６）が多孔質隔壁（４２）と燃料分配プレート（４０）の間を延びる細長い隔壁（６０）により隔離される。これらの隔壁（５８）は適当な厚さの多孔質アルミナボードの中実片から製造可能であり、燃料電池スタックの区画を形成し、発電装置内の構造的健全性を与えるように燃料電池能力が一段と向上する。例えば、１００キロワット高温固体酸化物燃料電池発電装置に用いる改質器兼仕切りの外側ボード（７８）の形状は矩形であり、通常、燃料電池スタックの長さは約６０インチ、幅は約３４インチ、厚さは約１．７５インチである。改質器兼仕切りの内側ボード（６２）及び金属箔ガス隔壁（７６）はその全体幅及び厚さが僅かに小さいため、内側ボードとガス拡散壁は外側ボードにより完全に覆われている。内側ボード（６２）は通常、長さが約５９インチ、幅が約３２インチ、厚さが約１インチであるか、或いは同じ全体寸法を有する幾つかの部品に分割されている。内側ボードを外側ボードから隔てる金属箔（７６）は、厚さが約０．００１乃至０．００５インチ（１．０乃至５．０ミル）である。内側ボードとガス拡散壁のサブアセンブリと外側ボードの間の間隙（９２）の厚さは、約０．０５０インチ（５０ミル）である。改質チャンネルを形成する矩形の中空チャンネル（６４）は開端部（６８）から内側ボードの長さに沿って延びて、反対端部からボード内部の長さ方向にある距離だけ隔たった閉端部（７０）で終端するため、その長さは内側ボードよりも僅かに短い。中空チャンネル（６４）は、未改質炭化水素燃料を改質するための触媒物質を従来法により含浸したもので、燃料改質表面を提供する。改質器兼仕切りボード（６０）を製造するには、種々の方法がある。その一例として、アルミナ絶縁材料を長さ方向に沿って半分に分割してボード内面を露出させることにより、改質器兼仕切りの内側ボード（６２）と外側ボード（７８）を作るやり方である。各半分をその内面に沿い一端から他端に近い所まで機械加工して矩形のチャンネルを形成し、それぞれ開端部及び閉端部を備えた内部チャンネル（６４），（９０）となるようにする。内側ボードを構成する各半分の外面の幅方向に凹部を機械加工により形成し、内側ボードを組み立てた後インコネルの帯状片を凹部内にセットし、その位置で溶接することができる。金属箔は改質チャンネル内に改質可能ガス混合物を閉じ込めるために使用するため、内側ボードの各半分の接合箇所を気密にする必要はない。これは、内側ボードを漏れのないようにシールを装着するこれまでの時間のかかる且つ信頼性の低い接着作業を不要にする。金属箔の層はニッケルまたはインコネルのシートで形成すること能燃料混合物は改質器の内側ボードの活性長さに沿って改質される。単一の隔壁（７４）を用いる場合、改質可能燃料混合物（ＲＦＭ）は入口から隔壁の一方の側に沿い、その隔壁と仕切りの壁により形成されたチャンネル内を流れて隔壁の頂部に到達した後、頂部で流れ方向を反転させ、隔壁と仕切りのもう一方の壁により形成されたチャンネルを流れることにより改質される。改質器兼仕切り（６０）の改質物質を通過した後の改質済み燃料混合物は、改質済み燃料（ＲＦ）として改質器兼仕切り（６０）を発電室（１６）と連結する燃料分配プレナム（８８）の一連のポート（５０）を通過する。改質済み燃料（ＲＦ）は発電室に流入した後、燃料電池の外側燃料電極（２８）の上を流れる。燃料電池（２６）の燃料電極（２８）の上を流れる改質済み燃料（ＲＦ）は、その活性長さに沿って燃料電池（２６）を流れる際、外側燃料電極（２８）において電気化学的に反応することにより、多孔質隔壁（４２）及び使用済み燃料循環チャンネル（４６）に近付くにつれて消耗する。消耗した使用済み燃料（ＳＦ）はその後、多孔質隔壁（４２）を介して燃焼室（１８）内へ、また上述したように使用済み燃料循環チャンネル４６へ排出される。約８００℃乃至１２００℃、典型的には１０００℃の温度で運転される発電装置の電気化学的反応全体により、水素（Ｈ₂）及び一酸化炭素（ＣＯ）のような改質済み燃料ガス（ＲＦ）は直流電気エネルギー、熱及び水蒸気に変換される。燃料電池の内側へ送られる酸化剤（Ｏ）は、空気電極−電解質界面において電気化学的に還元される。酸化剤を還元するための電子は空気電極から供給される。発生した酸素イオンは、固体酸化物電解質の結晶構造の一部となり、電解質を通って電解質−燃料電極界而へ移動する。燃料電池の外側を流れる燃料は、電解質 −燃料電極界面において電気化学的に酸化される。酸化された燃料は搬出される。解放された電子は、外部回路を空気電極へ向けて流れることにより直流電流を発生させる。高温固体酸化物燃料電池発電装置の電気化学的動作のさらに詳細な説明については、全体として本明細書の一部を形成するものとして引用する米国再発行特許第２８，７９２号(Ruka)を参照されたい。図７及び８に示す本発明の第２の実施例において、改質器兼仕切り（１００）は、所望の寸法の改質器兼仕切りを形成するために積み重ねた複数の軸方向部分請求の範囲１．各々が外側電極（２８）、内側電極（３０）及び両電極間の固体酸化物電解質（３２）を有する、電気接続された細長い複数の電気化学的燃料電池（２６）よりなる電気化学的燃料電池発電装置（１０）であって、燃料電池の間にはそれらを隔離する細長い仕切り（５８）が設けられ、少なくとも１つの細長い仕切り（６０）は長さ方向の一部（６４）において中空であって、中実の細長い壁（６２）内において開端部（６８）と閉端部（７０）を有し、その中空の部分は改質用触媒物質（８０）と、改質可能燃料混合物入口チャンネル（７２）と、燃料電池への改質済み燃料出口チャンネル（８８）とを含み、中空の仕切りはさらに改質可能燃料混合物ガスが仕切りを通して燃料電池へ漏れるのを防止する手段を含み、このガス漏れを防止する手段は、改質可能燃料混合物入口の所を除き金属箔の層（７６）により取り囲まれた中空の隔壁を構成する中実の細長い壁（６２）よりなって、中空の仕切り−金属箔サブアセンブリを形成する電気化学的燃料電池発電装置（１０）。２．中空の仕切り−金属箔サブアセンブリはさらに細長いハウジング（７８）との間の空間（９２）により取り囲まれており、そのハウジングは長さ方向に中空（９０）であって、中実の細長い壁内で開端部と閉端部とを有し、中空部分は中空の仕切り−金属箔中空ハウジングアセンブリを形成する中空の仕切り−金属箔サブアセンブリを形成する請求項１の装置。３．燃料電池（２６）は管状で閉端部（５４）と開端部（５２）を有し、中空の仕切り（６０）は燃料電池の開端部近くの閉端部（７０）と、燃料電池の閉端部近くの開端部（６８）を有し、改質可能燃料混合物入口（７２）は燃料電池の閉端部近くの中空の仕切りの開端部内に延びており、改質可能燃料混合物の入口は発電装置の改質可能燃料混合物チャンネル（４８）を中空仕切り内の少なくとも１つの改質可能燃料混合物チャンネル（７２）と、燃料電池への改質済み燃料出口を有する戻りチャンネル（８８）とに接続する、請求項２の装置。４．中空の仕切り（６０）及び中空のハウジング（７８）は多孔質アルミナボードで製造されている、請求項２の装置。５．金属箔（７６）はニッケル箔またはインコネル箔の少なくとも１つよりなる請求項２の装置。６．改質用触媒物質（８０）は白金またはニッケルのうちの少なくとも１つよりなる請求項２の装置。７．改質用触媒物質（８０）は中空の仕切りの壁（６２）の内壁上またはその内部にある請求項６の装置。８．改質可能燃料混合物入口チャンネルは中空の仕切り内に位置する細長い隔壁（７４）により形成されている請求項２の装置。９．改質可能燃料混合物入口チャンネルは中空の仕切り内に位置する少なくとも１つの中空の導管（７２）より形成されている請求項２の装置。１０．中空の仕切り（１００）は各々が長さ方向で中空であって中実の細長い壁内で開端部を有する複数の軸方向セグメント（１０２）よりなり、中空の部分は改質用触媒物質（１０６）を含み、各軸方向セグメントは軸方向に積み重ねられて、長さ方向の一部において中空であって中実の細長い壁内で開端部及び頂部の閉端部を有する最も頂部の軸方向セグメントで終端し、中空の部分は改質用触媒物質を含み、最も底部の軸方向セグメントは軸方向セグメントの中空部分の長さ方向に延びる改質可能燃料混合物入口チャンネルと、燃料電池への改質済み燃料出口チャンネルを含み、各軸方向セグメントはさらに軸方向に分割された金属箔の層（１０８）と、中空のハウジング（１１０）よりなる請求項２の装置。１１．ガスの漏れを防止する手段は、軸方向に分割された各部分（２０２）を積み重ねた細長い中実の壁部を有する中空の金属包囲体（２１２）を形成する中空の仕切り（２００）の中実の細長い壁よりなり、中空の金属包囲体は燃料電池の開端部近くの閉端部と、燃料電池の閉端部近くの開端部を有し、改質可能燃料混合物入口は燃料電池の閉端部近くの中空の仕切りの開端部内に延び、改質可能燃料混合物入口は発電装置内の改質可能燃料混合物チャンネルを中空の仕切り内の少なくとも１つの改質可能燃料混合物チャンネルと燃料電池への改質済み燃料出口を有する戻りチャンネルに接続し、さらに中空の金属包囲体は細長い中実の壁に沿って絶縁材料（２１８）により絶縁されている請求項１の装置。１２．中空の金属の包囲体（２１２）は軸方向に分割された少なくとも２つの軸方向の金属包囲体部分、即ち上方の包囲体部分と下方の包囲体部分よりなり、下方の包囲体部分は２つの開端部を有し、上方の包囲体部分は開端部と上方の閉端部を有し、さらに下方の包囲体部分の開端部は上方の包囲体部分の開端部に金属製の軸方向セパレータ（２１４）とベローズ（２１６）とにより接続され、さらに金属包囲体部分は絶縁材料（２１８）により絶縁されている請求項１１の装置。１３．金属包囲体部分（２１２）はインコネルにより製造されている請求項１１の装置。１４．絶縁材料（２１８）はアルミナペーパーと溶射されたセラミックの少なくとも１つよりなる請求項１１の装置。１５．軸方向に分割された中空の仕切り（３０２）は結合棒（３１２）より結合される請求項１１の装置。１６．高温固体酸化物燃料電池発電装置（１０）であって、各々が外側燃料電極（２８）、内側空気電極（３０）及びこれら２つの電極間に介在する固体酸化物電解質（３２）を有する電気的接続され平行に設置された複数の細長い燃料電池（２６）を含み、電気的接続された１または２以上の燃料電池の束（２２）、（２４）を備えた細長い発電室（１６）を含むハウジング（１２、１４）と、内側空気電極への新鮮な酸化剤ガス入口（３８）と、燃料電極への新鮮な炭化水素燃料入口（３６）と、発電室に接続され使用済み燃料ガスを使用済み酸化剤ガスと結合させて燃焼させる燃焼室（１８）と、燃焼室を大気に接続する少なくとも１つの燃焼済み排気ガスチャンネル（４４）と、発電室を新鮮な炭化水素ガス入口からの新鮮な炭化水素供給燃料と使用済みガスとを結合して改質可能燃料混合物を形成させる混合室（４８）と接続する少なくとも１つの使用済みガス再循環チャンネル（４６）とよりなり、改質可能燃料混合物チャンネル（４８）は、混合室から発電室の軸方向に、燃料電池間に位置してそれらを分離する少なくとも１つの細長い仕切り（５８）内へ延び、少なくとも１つの細長い仕切り（６０）は長さ方向部分（６４）において中空であって、中実の細長い壁（６２）内で開端部（６８）と閉端部（７０）を有し、中空の部分は改質用触媒物質（８０）と、燃料電池への改質済み燃料出口チャンネル（８８）を有し、中空の仕切りはさらに改質可能燃料混合物入口チャンネルの所を除いて、金属箔の層（７６）と、距離（９２）だけ離隔した細長いハウジング（７８）とにより取り囲まれ、ハウジングは長さ方向において中空（９０）であって、中実の細長い壁内で開端部と閉端部を有し、中空の部分は中空の仕切り（６２）と金属箔（７６）を有する発電装置。１７．燃料電池（２６）は、ドープ済み亜マンガン酸ランタンよりなる空気電極（３０）と、イットリアまたはスカンジアをドープしたジルコニアよりなる固体酸化物電解質（３２）と、ニッケル−ジルコニアサーメットよりなる燃料電極よりなる請求項１６の装置。１８．金属箔の層（７６）はニッケル箔またはインコネル箔の少なくとも１つよりなり、中空の仕切り（６２）及び中空のハウジング７８は共に多孔質アルミナボードよりなり、改質用触媒（８０）は中空の仕切りの中空のチャンネルの壁の上に含浸されている請求項１７の装置。[Procedure for Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Date of Submission] September 17, 1998 (September 17, 1998) [Content of Amendment] Japanese Patent No. 4,128,700 discloses a fuel cell The present invention relates to fuel reforming outside a power generator. Attempts have been made to reform hydrocarbon fuels inside the power plant, but this is particularly true when the optimal temperature for fuel reforming is the operating temperature of a solid oxide fuel cell, about 600 ° C to 1200 ° C, more specifically This is desirable because it is in the range of about 900 ° C to 1000 ° C, which is close to about 800 ° C to 1050 ° C. U.S. Pat. No. 4,374,184 ( Somers ) solves this problem by performing internal reforming on the intentionally formed inert end of each tubular fuel cell. According to this method, an excessive temperature gradient in the fuel cell stack is somewhat alleviated. However, this method significantly reduces the active area of the fuel cell in the fuel cell stack. U.S. Pat. No. 4,729,931 (Grimble) discloses a method for reforming a hydrocarbon fuel, such as finely divided nickel or platinum, located in a catalyst chamber outside a fuel cell stack near a power generation chamber of the fuel cell. Internal reforming is performed with catalyst packing. This configuration supplies a hydrocarbon fuel gas to a nozzle to mix with a spent circulating fuel gas containing water vapor and carbon dioxide gas, and passes this reformable gas mixture along the sides of the power generation chamber in heat exchange relationship therewith. After being transported and guided into the catalyst packing where reforming is performed, the reformed gas is sent to the fuel cell fuel plenum in the power generation chamber. U.S. Pat. No. 4,808,491 (Reicnner) performs internal reforming using the exhaust gas of a power generator as a heat source for reforming. This exhaust gas is outside the fuel cell stack but is It is sent in heat exchange relationship with the reforming catalyst just below the closed end. For the above-described internal reforming method, it is still a difficult problem to transfer the heat required for the endothermic reforming reaction without generating an excessive temperature gradient in the fuel cell stack and the reformer. In order to prevent the temperature gradient from becoming excessive, the flow rate of the air sent to the fuel cell must be increased beyond the amount required for the electrochemical reaction with the fuel. One solution to this heat transfer problem is described in U.S. Pat. No. 4,983,471 (Reicnner et al.), In which channels for a reformable fuel mixture are provided in a fuel cell stack. Extends axial length. A reformable fuel mixture of hot spent circulating fuel gas and fresh hydrocarbon fuel to be reformed is pumped into this channel and enters the fuel cell stack through an inlet port and a portion of the fuel (SF). Is sent via a spent fuel circulation channel (46) to a mixing chamber (48) where it combines with fresh hydrocarbon fuel (F) to form a reformable fuel mixture (RFM), As a result, the oxygen species required for the fuel reforming reaction are supplied, and the reforming of the unreformed hydrocarbon fuel (F) is facilitated. The spent fuel circulation channel can be formed of a high temperature and oxidation resistant metal such as Inconel. A power generation chamber inlet port (50) for delivering the reformed fuel gas to the fuel electrode (28) of the fuel cell (26) in the fuel cell stack (16) is spaced between the fuel distribution plates (40). It is provided. A preferably tubular, elongated fuel cell (26) extends in the power generation chamber between the fuel distribution plate (40) and the porous partition (42). Each fuel cell (26) has an open end 52 in the combustion chamber (18) and a closed end (54) in the power generation chamber (16) near the fuel distribution plate (40). At the open end of the fuel cell (26), an oxidant conduit (56), such as an oxidant riser, extends therethrough. In such a fuel cell power generator (10), the inventors use an improved reformer / separator (also referred to as a “reformer / divider”) so that the unreformed fuel can be converted into a fuel before the fuel reforming. The fresh hydrocarbon fuel gas (F) before contacting the fuel electrode (28) of the fuel cell (26) is reformed inside the fuel cell stack (16) so as to hardly leak into the fuel cell stack (16). A new way to make reformed fuel (RF) has been discovered. The reformer / partition of the present invention not only serves as a partition wall of the fuel cell (26) or the cell bundle (22, 24) in the fuel cell stack, but also supports other power generation device components and also serves as a reformer / partition. Undesirable leakage of unreformed fuel gas (F) into the fuel cell stack (16) due to board pores is substantially eliminated. This reformer / partition configuration substantially prevents unwanted structural degradation due to thermal expansion of the board. According to one aspect of the invention, a plurality of preferably tubular, elongated fuel cells (26) forming a cell bundle (22, 24) extend between the porous partition (42) and the fuel distribution plate (40). It is separated by an elongated partition ( 60 ). These bulkheads (58) can be manufactured from solid pieces of porous alumina board of appropriate thickness and form the compartments of the fuel cell stack and provide the fuel cells with structural integrity within the power plant. The ability is further improved. For example, the outer board (78) of the reformer / partition used in the 100 kilowatt high temperature solid oxide fuel cell power plant is rectangular in shape and typically has a fuel cell stack length of about 60 inches and a width of about 34 inches. , The thickness is about 1.75 inches. The overall width and thickness of the inner board (62) and the metal foil gas partition (76) of the reformer / partitioner are slightly smaller, so that the inner board and the gas diffusion wall are completely covered by the outer board. The inner board (62) is typically about 59 inches long, about 32 inches wide and about 1 inch thick, or is divided into several parts having the same overall dimensions. The metal foil (76) separating the inner board from the outer board has a thickness of about 0.5 mm. 001 to 0.005 inches (1.0 to 5.0 mils). The thickness of the gap (92) between the inner board and the gas diffusion wall subassembly and the outer board is about 0. 050 inches (50 mils). A rectangular hollow channel (64) forming the reforming channel extends from the open end (68) along the length of the inner board and is closed from the opposite end a distance longitudinally within the board. Because it terminates at (70), its length is slightly shorter than the inner board. The hollow channels ( 64 ) are conventionally impregnated with a catalytic material for reforming unreformed hydrocarbon fuel and provide a fuel reforming surface. There are various methods for manufacturing the reformer / partition board (60). As an example, a method of forming an inner board (62) and an outer board (78) of a reformer / partitioner by dividing an alumina insulating material in half along its length and exposing the inner surface of the board. Each half is machined along its inner surface from one end to the other end to form a rectangular channel with internal channels (64) and (90) having open and closed ends, respectively. . A recess is formed by machining in the width direction of the outer surface of each half constituting the inner board, and after the inner board is assembled, the strip of Inconel can be set in the recess and welded at that position. Because the metal foil is used to confine the reformable gas mixture within the reforming channel, the joints on each half of the inner board need not be airtight. This eliminates the time consuming and unreliable gluing operation of installing the seal in a leak-proof manner on the inner board. The layer of metal foil may be formed of a sheet of nickel or Inconel. The fuel mixture is reformed along the active length of the inner board of the reformer. If a single bulkhead (74) is used, the reformable fuel mixture (RFM) flows from the inlet along one side of the bulkhead and flows through the channel formed by the bulkhead and the partition wall to the top of the bulkhead. After that, the flow direction is reversed at the top, and reformed by flowing through the channel formed by the partition and the other wall of the partition. The reformed fuel mixture after passing through the reforming material of the reformer / partition (60) is used as a fuel for connecting the reformer / partition (60) to the power generation chamber (16) as a reformed fuel (RF). Through a series of ports (50) in the distribution plenum (88). After flowing into the power generation chamber, the reformed fuel ( RF ) flows over the outer fuel electrode (28) of the fuel cell. The reformed fuel (RF) flowing over the fuel electrode (28) of the fuel cell (26) undergoes an electrochemical reaction at the outer fuel electrode (28) as it flows through the fuel cell (26) along its active length. And depletes as it approaches the porous partition (42) and the spent fuel circulation channel (46). The spent spent fuel (SF) is then discharged through the porous partition (42) into the combustion chamber (18) and into the spent fuel circulation channel 46 as described above. Due to the overall electrochemical reaction of the power plant operating at a temperature of about 800 ° C. to 1200 ° C., typically 1000 ° C., reformed fuel gases such as hydrogen (H ₂ ) and carbon monoxide (CO) RF) is converted to DC electrical energy, heat and water vapor. The oxidant (O) sent inside the fuel cell is electrochemically reduced at the air electrode-electrolyte interface. Electrons for reducing the oxidant are supplied from the air electrode. The generated oxygen ions become part of the crystal structure of the solid oxide electrolyte and move through the electrolyte to the electrolyte-fuel electrode interface. Fuel flowing outside the fuel cell is electrochemically oxidized at the electrolyte-fuel electrode interface. The oxidized fuel is discharged. The released electrons generate a direct current by flowing through an external circuit toward the air electrode. For a more detailed description of the electrochemical operation of a high temperature solid oxide fuel cell power plant, see U.S. Pat. No. Re. 28,792 (Ruka), which is incorporated by reference in its entirety. I want to be. In a second embodiment of the invention, shown in FIGS. 7 and 8, the reformer / divider (100) comprises a plurality of axial sections stacked to form a reformer / divider of desired dimensions. 1. An electrochemical fuel cell comprising a plurality of electrically connected elongated electrochemical fuel cells (26) each having an outer electrode (28), an inner electrode (30), and a solid oxide electrolyte (32) between the electrodes. A power generating device (10), wherein elongated partitions (58) are provided between fuel cells to isolate them, and at least one elongated partition (60) is hollow at a part (64) in a longitudinal direction. And has an open end (68) and a closed end (70) within a solid elongated wall (62), the hollow portion of which has a reforming catalytic material (80) and a reformable fuel mixture inlet channel. (72) and a reformed fuel outlet channel (88) to the fuel cell, wherein the hollow partition further comprises means for preventing the reformable fuel mixture gas from leaking through the partition to the fuel cell; Prevent leaks The means for removing comprises a hollow elongated wall (62) comprising a solid elongated wall (62) defining a hollow partition surrounded by a layer of metal foil (76) except at the inlet of the reformable fuel mixture. An electrochemical fuel cell power generator (10) forming an assembly. 2. The hollow partition-foil subassembly is further surrounded by a space (92) between the housing and the elongated housing (78), which housing is longitudinally hollow (90) and has a solid elongated wall (90). The apparatus of claim 1 having an open end and a closed end, wherein the hollow portion forms a hollow partition-metal foil subassembly forming a hollow partition-metal foil hollow housing assembly. 3. The fuel cell (26) is tubular and has a closed end (54) and an open end (52), and the hollow partition (60) has a closed end (70) near the open end of the fuel cell and a closed end of the fuel cell. An open end (68) near the end, the reformable fuel mixture inlet (72) extends into the open end of the hollow partition near the closed end of the fuel cell, and the inlet of the reformable fuel mixture is A power plant reformable fuel mixture channel (48) is connected to at least one reformable fuel mixture channel (72) in a hollow partition and a return channel (88) having a reformed fuel outlet to a fuel cell. 3. The apparatus of claim 2, wherein 4. The apparatus of claim 2, wherein the hollow partition (60) and the hollow housing (78) are made of a porous alumina board. 5. 3. The apparatus of claim 2, wherein the metal foil (76) comprises at least one of a nickel foil or an Inconel foil. 6. The apparatus of claim 2, wherein the reforming catalytic material (80) comprises at least one of platinum or nickel. 7. 7. The apparatus of claim 6, wherein the reforming catalytic material (80) is on or within the interior wall of the hollow partition wall (62). 8. 3. The device of claim 2, wherein the reformable fuel mixture inlet channel is formed by an elongated partition (74) located within the hollow partition. 9. The apparatus of claim 2 wherein the reformable fuel mixture inlet channel is formed by at least one hollow conduit (72) located within the hollow partition. 10. The hollow partition (100) is comprised of a plurality of axial segments (102) each of which is hollow in the longitudinal direction and has an open end within a solid elongated wall, the hollow portion being the reforming catalytic material (106). ) Wherein each axial segment is stacked axially and is the top-most axial segment having an open end and a closed top end within a solid elongated wall that is hollow in a portion of its length Terminating in the hollow portion containing the reforming catalytic material, the bottommost axial segment having a reformable fuel mixture inlet channel extending the length of the hollow portion of the axial segment, and reforming into the fuel cell. 3. The apparatus of claim 2 including a spent fuel outlet channel, wherein each axial segment further comprises an axially divided layer of metal foil (108) and a hollow housing (110). 11. The means for preventing gas leakage comprises a hollow partition (200) forming a hollow metal enclosure (212) having an elongated solid wall of stacked axially divided sections (202). Consisting of a real elongated wall, the hollow metal enclosure has a closed end near the open end of the fuel cell and an open end near the closed end of the fuel cell, and the reformable fuel mixture inlet has a closed end of the fuel cell. Extending into the open end of the hollow partition near the end, the reformable fuel mixture inlet connects the reformable fuel mixture channel in the power generator to the at least one reformable fuel mixture channel in the hollow partition and to the fuel cell. 2. The device of claim 1, wherein the device is connected to a return channel having a reformed fuel outlet, and further wherein the hollow metal enclosure is insulated by an insulating material along an elongated solid wall. 12. The hollow metal enclosure (212) comprises at least two axially divided metal enclosure parts, an upper enclosure part and a lower enclosure part, wherein the lower enclosure part comprises two parts. An open end, an upper enclosure portion having an open end and an upper closed end, and an open end of the lower enclosure portion having a metallic axial separator ( 12. The device of claim 11, wherein the device is connected by a bellows (216) and the metal enclosure portion is insulated by an insulating material (218). 13. The apparatus of claim 11, wherein the metal enclosure portion (212) is manufactured by Inconel. 14． The apparatus of claim 11, wherein the insulating material (218) comprises at least one of alumina paper and sprayed ceramic. 15. 12. The device of claim 11, wherein the axially divided hollow partition (302) is connected by a connecting rod (312). 16. High temperature solid oxide fuel cell power generator (10), each having an outer fuel electrode (28), an inner air electrode (30) and a solid oxide electrolyte (32) interposed between the two electrodes. A plurality of elongated fuel cells (26) connected in parallel and including an elongated power generation chamber (16) with one or more bundles of fuel cells (22), (24) electrically connected. Housing (12, 14), fresh oxidant gas inlet (38) to the inner air electrode, fresh hydrocarbon fuel inlet (36) to the fuel electrode, and used fuel gas connected to the power generation chamber A combustion chamber coupled with the burned oxidant gas for combustion, at least one burned exhaust gas channel connecting the combustion chamber to the atmosphere, and a fresh power generation chamber through a fresh hydrocarbon gas inlet. Hydrocarbon supply At least one spent gas recirculation channel (46) connected to a mixing chamber (48) for combining fuel and spent gas to form a reformable fuel mixture, the reformable fuel mixture channel (48). ) Extends from the mixing chamber in the axial direction of the power generation chamber into at least one elongate partition (58) located between and separating the fuel cells, and at least one elongate partition (60) comprises a longitudinal section (60). 64) is hollow and has an open end (68) and a closed end (70) within a solid elongated wall (62), the hollow portion comprising a reforming catalytic material (80) and a fuel cell; A hollow partition further having a reformed fuel outlet channel (88) to the metal foil layer (76) apart from the reformable fuel mixture inlet channel by a distance (92) except at the reformable fuel mixture inlet channel. housing( 8), wherein the housing is hollow (90) in length and has an open end and a closed end within a solid elongated wall, the hollow portion being a hollow partition (62) and metal A power generator having a foil (76). 17． The fuel cell (26) comprises an air electrode (30) made of doped lanthanum manganite, a solid oxide electrolyte (32) made of zirconia doped with yttria or scandia, and a fuel electrode made of nickel-zirconia cermet. 17. The device of claim 16. 18. The metal foil layer (76) is made of at least one of a nickel foil and an inconel foil, the hollow partition (62) and the hollow housing 78 are both made of a porous alumina board, and the reforming catalyst (80) is made of a hollow catalyst. 18. The device of claim 17, wherein the device is impregnated on the walls of the hollow channel of the partition.

Claims

[Claims] 1. Each has an outer electrode (28), an inner electrode (30) and a solid oxide electrode between both electrodes. A plurality of electrically connected elongated electrochemical fuel cells (2) having a resolution (32); 6) An electrochemical fuel cell power generator (10) comprising: a fuel cell; An elongated partition (58) separating them is provided, and at least one further strip is provided. The long partition (60) is hollow at a part (64) in the longitudinal direction and has a solid thinness. It has a closed end (70) with an open end (68) in the long wall (62) and its hollow end Portions are the reforming catalytic material (80) and the reformable fuel mixture inlet channel (72). And a hollow partition comprising a reformed fuel outlet channel (88) to the fuel cell. Prevents reformable fuel mixture gas from leaking through partition to fuel cell An electrochemical fuel cell power generator (10) including means. 2. Means to prevent gas leakage shall be metal foil except at the inlet of the reformable fuel mixture. Solid elongated wall (62) forming a hollow partition surrounded by a layer (76) of The apparatus of claim 1, wherein the apparatus forms a hollow partition-metal foil subassembly. 3. Hollow partition-foil subassembly further elongated housing (78) And its housing is longitudinally centered. Empty (90) having an open end and a closed end within a solid elongated wall, Hollow Partition-Hollow Partition Forming Metal Foil Hollow Housing Assembly-Metal 3. The apparatus of claim 2 forming a foil subassembly. 4. The fuel cell (26) is tubular and has a closed end (54) and an open end (52) and is hollow. The partition (60) has a closed end (70) near the open end of the fuel cell and a closed end (70) of the fuel cell. With a nearby open end (68), the reformable fuel mixture inlet (72) closes the fuel cell. Extending into the open end of the hollow partition near the end, the inlet for the reformable fuel mixture is Connect the reformable fuel mixture channel (48) of the power plant at least in the hollow partition. One reformable fuel mixture channel (72) and reformed fuel output to the fuel cell 4. The device of claim 3, wherein the device connects to a return channel having a mouth. 5. The hollow partition (60) and the hollow housing (78) are made of porous alumina. 4. The device of claim 3, wherein the device is manufactured from a hard disk. 6. The metal foil (76) is made of at least one of a nickel foil and an inconel foil. 4. The device of claim 3, wherein 7. The reforming catalyst material (80) may be at least one of platinum and nickel. 4. The apparatus of claim 3 wherein 8. The reforming catalytic material (80) may be on or inside the hollow partition wall (62). 8. The device of claim 7, wherein the device is internal. 9. The reformable fuel mixture inlet channel is an elongated partition located in a hollow partition 4. The device of claim 3, wherein the device is formed by a wall. 10. Reformable fuel mixture inlet channel is located in a hollow partition 4. The device according to claim 3, wherein both are formed by one hollow conduit. 11. Hollow partitions (100) are each hollow in the longitudinal direction and are solid and elongated A hollow portion comprising a plurality of axial segments (102) having open ends in the wall; Contains the reforming catalytic material (106), and each axial segment is stacked in the axial direction. Open end and top in a solid, elongated wall that is hollow in part of its length Ends in the topmost axial segment with a closed end of Medium medium, the bottommost axial segment is the length of the hollow portion of the axial segment. Fuel mixture inlet channel extending into the fuel cell and the reformed fuel Each axial segment includes a metal channel that is further divided axially 4. The device of claim 3 comprising a layer of foil (108) and a hollow housing (110). 12. Means for preventing gas leakage is to separate each portion (202) divided in the axial direction. Forming a hollow metal enclosure (212) with stacked elongated solid walls The empty partition (200) consists of solid elongated walls and the hollow metal enclosure is a fuel cell A reformable fuel having a closed end near the open end of the fuel cell and an open end near the closed end of the fuel cell. Mixture inlet extends into the open end of the hollow partition near the closed end of the fuel cell and can be reformed Fuel mixture inlet connects the reformable fuel mixture channel in the power plant with a hollow partition At least one reformable fuel mixture channel and reformed fuel to a fuel cell Connects to a return channel with an outlet, and the hollow metal enclosure is an elongated solid 2. The device of claim 1, wherein the device is insulated along the wall by an insulating material. 13. The hollow metal enclosure (212) has at least two axially divided An axial metal enclosure part, i.e. an upper enclosure part and a lower enclosure part, The lower enclosure portion has two open ends, the upper enclosure portion has an open end and an upper closed end. And the open end of the lower enclosure portion is connected to the open end of the upper enclosure portion. Connected by a metallic axial separator (214) and a bellows (216). 13. The device of claim 12, wherein the metal enclosure portion is insulated by an insulating material (218). Place. 14． The metal enclosure portion (212) is made of Inconel. The second device. 15. The insulating material (218) is made of a small amount of alumina paper and sprayed ceramic. 13. The device of claim 12, comprising at least one. 16. The hollow partition (302) divided in the axial direction is connected with the connecting rod (312). 13. The device of claim 12, which is combined. 17． High temperature solid oxide fuel cell power generators (10), each comprising an outer fuel cell The pole (28), the inner air electrode (30) and the solid oxide interposed between these two electrodes Electrically connected and parallel installed elongated fuel cells having a solid electrolyte (32) A bundle (22) of one or more electrically connected fuel cells, including a pond (26); A housing (12, 14) including an elongated power generation chamber (16) with (24); Fresh oxidant gas inlet (38) to the side air electrode and fresh hydrocarbon to the fuel electrode A fuel inlet (36) and a spent oxidant gas connected to the power generation chamber and used for the spent fuel gas A combustion chamber (18) for combusting and combusting, and at least connecting the combustion chamber to the atmosphere. One burned exhaust gas channel (44) and power generation room with fresh hydrocarbon gas Combining fresh hydrocarbon feed fuel from the mouth with spent gas for reformable fuel mixing At least one spent gas recirculation in connection with the mixing chamber (48) for forming the product A reformable fuel mixture channel (48). In the axial direction of the power generation room from the common room, at least the fuel cells located between and separate them At least one elongated partition (60) extends into one elongated partition (58). Is hollow in the longitudinal section (64) and opens in the solid elongated wall (62). It has an end (68) and a closed end (70), and the hollow part is provided with a reforming catalytic material (80). Having a reformed fuel outlet channel (88) to the fuel cell and having a hollow partition. And except for the reformable fuel mixture inlet channel, a layer of metal foil (76); Distance Enclosed by an elongated housing (78) spaced apart by a distance (92); The opening is hollow (90) in length and has an open end and a closed end in a solid elongated wall. Power generation having an end and a hollow part having a hollow partition (62) and a metal foil (76) apparatus. 18. The fuel cell (26) is an air-powered device made of doped lanthanum manganite. A pole (30) and a solid made of zirconia doped with yttria or scandia Electrode comprising a body oxide electrolyte (32) and nickel-zirconia cermet 19. The device of claim 18, further comprising: 19. The metal foil layer (76) is at least one of a nickel foil and an inconel foil. The hollow partition (62) and the hollow housing 78 are both made of porous aluminum. The reforming catalyst (80) is made of naboad, and the wall of the hollow channel of the hollow partition is 20. The device of claim 19, impregnated on the.