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JP6608669B2 - Fuel cell module and fuel cell system - Google Patents

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JP6608669B2 JP2015213113A JP2015213113A JP6608669B2 JP 6608669 B2 JP6608669 B2 JP 6608669B2 JP 2015213113 A JP2015213113 A JP 2015213113A JP 2015213113 A JP2015213113 A JP 2015213113A JP 6608669 B2 JP6608669 B2 JP 6608669B2
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Description

本発明による実施形態は、燃料電池モジュールおよび燃料電池システムに関する。   Embodiments according to the present invention relate to a fuel cell module and a fuel cell system.

次世代発電システムとして、燃料電池システムが種々提案されている。燃料電池システムは、燃料電池モジュールと、燃料電池モジュールに天然ガス、水または空気を供給する補機とを備える。燃料電池モジュールは、複数の燃料電池セルを積層したセルスタックを備える。   Various fuel cell systems have been proposed as next-generation power generation systems. The fuel cell system includes a fuel cell module and an auxiliary device that supplies natural gas, water, or air to the fuel cell module. The fuel cell module includes a cell stack in which a plurality of fuel cells are stacked.

セルスタックを構成する燃料電池セルの1つとして、燃料極と、酸化剤極と、固体の電解質とを備えた固体酸化物燃料電池セルが知られている。固体酸化物燃料電池セルにおいて、燃料極には、セル入口から反応ガスとして水素含有ガスが供給される。なお、水素含有ガスは、固体酸化物燃料電池セルの上流の改質器において、補機から供給された天然ガス中の炭化水素と水蒸気とを反応させること(すなわち、水蒸気改質法)で生成されたものであり、水素と一酸化炭素とを含有する。燃料極では、水素含有ガス中の水素と一酸化炭素とが、電解質を通して燃料極に移動した酸化物イオンと反応することで、電子が放出される。この電子によって、燃料電池モジュールが発電する。一方、酸化剤極には、セル入口から反応ガスとして酸素含有ガスすなわち空気が供給される。酸化剤極では、酸素が燃料極から放出された電子を受け取ることで酸化物イオンが発生する。発生した酸化物イオンは、電解質を通って燃料極に移動する。   As one of the fuel cells constituting the cell stack, a solid oxide fuel cell including a fuel electrode, an oxidant electrode, and a solid electrolyte is known. In the solid oxide fuel cell, a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel electrode as a reaction gas from the cell inlet. The hydrogen-containing gas is generated by reacting the hydrocarbons in the natural gas supplied from the auxiliary equipment with steam in the reformer upstream of the solid oxide fuel cell (that is, steam reforming method). It contains hydrogen and carbon monoxide. At the fuel electrode, hydrogen and carbon monoxide in the hydrogen-containing gas react with oxide ions that have moved to the fuel electrode through the electrolyte, thereby releasing electrons. The fuel cell module generates power by the electrons. On the other hand, an oxygen-containing gas, that is, air is supplied to the oxidizer electrode as a reaction gas from the cell inlet. At the oxidant electrode, oxygen ions are generated by receiving electrons emitted from the fuel electrode. The generated oxide ions move to the fuel electrode through the electrolyte.

このような構成を有する固体酸化物燃料電池セルは、温度が高いほど、電流密度に対するセル電圧が高く性能が良い。固体酸化物燃料電池セルの性能を上げるため、燃料電池モジュールは、セル出口の下流に燃焼室を備える。燃焼室は、固体酸化物燃料電池セルから排出された余剰な反応ガスを燃焼させることでセルを加熱する。既述した改質器は燃焼室内に設けられており、燃焼室の熱を利用して天然ガスと水蒸気とを反応させる。   The solid oxide fuel cell having such a configuration has a higher cell voltage with respect to current density and higher performance as the temperature is higher. In order to improve the performance of the solid oxide fuel cell, the fuel cell module includes a combustion chamber downstream of the cell outlet. The combustion chamber heats the cell by burning surplus reaction gas discharged from the solid oxide fuel cell. The above-described reformer is provided in the combustion chamber, and reacts natural gas and water vapor using the heat of the combustion chamber.

また、固体酸化物燃料電池セルは、発電にともなって発熱する。この発熱を利用して酸素含有ガスを予熱するため、燃料電池モジュールは、ガス導入部材を備える。ガス導入部材は、燃焼室およびセルスタックに面する酸素含有ガスの流路を有する。流路内において、酸素含有ガスは、順に、燃焼室およびセルスタックの脇を通ってセル入口に向かって流動する。流動の過程で、酸素含有ガスは、燃焼室およびセルスタックとの熱交換等によって予熱される。逆に、燃焼室およびセルスタックは冷却される。   Further, the solid oxide fuel cell generates heat with power generation. In order to preheat the oxygen-containing gas using this heat generation, the fuel cell module includes a gas introduction member. The gas introduction member has an oxygen-containing gas flow path facing the combustion chamber and the cell stack. In the flow path, the oxygen-containing gas sequentially flows through the combustion chamber and the side of the cell stack toward the cell inlet. During the flow process, the oxygen-containing gas is preheated by heat exchange with the combustion chamber and the cell stack. Conversely, the combustion chamber and cell stack are cooled.

セルスタックの複数の固体酸化物燃料電池セルのうち、積層方向の中央に配置されたセルは、周囲のセルからの発電にともなう発熱によって入熱がある。一方、積層方向の端部に配置されたセルは、周囲のセルが少なく発電にともなう発熱による入熱は少なく、断熱材を介して室温雰囲気に近いので、放熱され易い。このため、セルスタックには、積層方向の中央部の温度が高く、積層方向の端部の温度が低いといった温度分布が生じる。この温度分布により、中央の固体酸化物燃料電池セルの耐久性が低下するといった問題がある。   Among the plurality of solid oxide fuel cells in the cell stack, the cell disposed at the center in the stacking direction has heat input due to heat generated by power generation from the surrounding cells. On the other hand, the cells arranged at the end in the stacking direction have few surrounding cells and little heat input due to heat generated by power generation, and are close to room temperature through a heat insulating material, so that they are easily radiated. For this reason, the cell stack has a temperature distribution in which the temperature at the center in the stacking direction is high and the temperature at the end in the stacking direction is low. Due to this temperature distribution, there is a problem that the durability of the central solid oxide fuel cell is lowered.

このような問題を解決するため、ガス導入部材の積層方向の内寸をセルスタックの積層方向の寸法より小さくすることが提案されている。ガス導入部材の内寸を小さくすることで、酸素含有ガスは、積層方向の中央に集中的に流れる。これにより、中央の固体酸化物燃料電池セルは、酸素含有ガスで集中的に冷却されて温度上昇が抑制される。   In order to solve such a problem, it has been proposed to make the inner dimension of the gas introduction member in the stacking direction smaller than the dimension of the cell stack in the stacking direction. By reducing the inner dimension of the gas introduction member, the oxygen-containing gas flows intensively in the center in the stacking direction. As a result, the central solid oxide fuel cell is intensively cooled with the oxygen-containing gas, and the temperature rise is suppressed.

しかるに、従来の燃料電池モジュールは、燃焼室の大きさがガス導入部材によって制約されていたため、燃焼室において燃料電池セルから排出された反応ガスを十分に混合することが困難であった。これにより、反応ガスの燃焼性が悪いといった問題があった。   However, in the conventional fuel cell module, since the size of the combustion chamber is restricted by the gas introduction member, it is difficult to sufficiently mix the reaction gas discharged from the fuel cell in the combustion chamber. Thereby, there existed a problem that the combustibility of a reactive gas was bad.

特開2010−146783号公報JP 2010-146783 A

燃料電池 vol.12 No.1 2012(燃料電池開発情報センター)Fuel cell vol.12 No.1 2012 (Fuel Cell Development Information Center)

本発明が解決しようとする課題は、反応ガスの燃焼性を向上できる燃料電池モジュールおよび燃料電池システムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a fuel cell module and a fuel cell system capable of improving the combustibility of the reaction gas.

本実施形態による燃料電池モジュールは、積層された複数の燃料電池セルを有し、前記燃料電池セルの積層方向に直交する方向に第1反応ガスと第2反応ガスとを通流させるセルスタックと、前記セルスタックに対して前記第1および第2反応ガスの通流方向の下流側に配置され、前記セルスタックから排出された前記第1および第2反応ガスを燃焼させる燃焼室と、前記積層方向と前記通流方向とに直交する方向において前記燃焼室および前記セルスタックに面するガス導入部材であって、順に前記燃焼室および前記セルスタックに沿って前記第1反応ガスを導入することで前記第1反応ガスを予熱し、予熱された前記第1反応ガスを下流端において前記セルスタックに供給する流路と、前記流路と前記燃焼室および前記セルスタックとを仕切る隔壁とを有するガス導入部材と、を備え、前記燃焼室に面する前記ガス導入部材の上流部は、前記積層方向の外形幅が前記セルスタックよりも小さい。   The fuel cell module according to the present embodiment includes a plurality of stacked fuel cells, and a cell stack that allows the first reaction gas and the second reaction gas to flow in a direction orthogonal to the stacking direction of the fuel cells. A combustion chamber disposed downstream of the cell stack in the flow direction of the first and second reaction gases and burning the first and second reaction gases discharged from the cell stack; A gas introduction member that faces the combustion chamber and the cell stack in a direction orthogonal to the direction and the flow direction, and sequentially introduces the first reaction gas along the combustion chamber and the cell stack. A flow path for preheating the first reaction gas and supplying the preheated first reaction gas to the cell stack at a downstream end; and the flow path, the combustion chamber, and the cell stack. Includes a gas introducing member having a partition wall cut, the upstream portion of said gas introduction member facing the combustion chamber, the outer shape width of the stacking direction is smaller than the cell stack.

第1の実施形態を示す燃料電池システムの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell system which shows 1st Embodiment. 第2の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 2nd Embodiment. 第3の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 3rd Embodiment. 第4の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 4th Embodiment. 第5の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 5th Embodiment. 第6の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 6th Embodiment. 第7の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 7th Embodiment. 第8の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 8th Embodiment. 第9の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 9th Embodiment. 第10の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 10th Embodiment. 第11の実施形態を示す燃料電池モジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the fuel cell module which shows 11th Embodiment. 燃料電池モジュールの実験例を示す図である。It is a figure which shows the experimental example of a fuel cell module.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.

(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態として、ガス導入部材の上流部の外形幅をセルスタックの外形幅よりも小さくした燃料電池モジュールおよび燃料電池システムについて説明する。図1は、第1の実施形態を示す燃料電池システム1の模式図である。
(First embodiment)
First, as a first embodiment, a fuel cell module and a fuel cell system in which the outer width of the upstream portion of the gas introduction member is smaller than the outer width of the cell stack will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system 1 according to the first embodiment.

図1に示すように、燃料電池システム1は、燃料電池モジュール2と、補機の一例である燃料供給装置31およびブロワ32とを備える。燃料電池モジュール2は、セルスタック21と、燃焼室22と、ガス導入部材23とを備える。燃料電池モジュール2は、例えば、ホットモジュールである。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 includes a fuel cell module 2 and a fuel supply device 31 and a blower 32 which are examples of auxiliary machines. The fuel cell module 2 includes a cell stack 21, a combustion chamber 22, and a gas introduction member 23. The fuel cell module 2 is, for example, a hot module.

(セルスタック21)
セルスタック21は、燃料電池セルの一例である複数の固体酸化物燃料電池セル211と、各固体酸化物燃料電池セル211を収納する不図示の収納容器とを有する。各固体酸化物燃料電池セル211は、積層方向D1に積層されている。セルスタック21は、積層方向D1に直交する通流方向D2に、第1反応ガスの一例である酸素含有ガス4と、第2反応ガスの一例である水素含有ガス5とを通流させる。
(Cell stack 21)
The cell stack 21 includes a plurality of solid oxide fuel cells 211 that are examples of fuel cells, and a storage container (not shown) that stores the solid oxide fuel cells 211. Each solid oxide fuel cell 211 is stacked in the stacking direction D1. The cell stack 21 allows the oxygen-containing gas 4 that is an example of the first reaction gas and the hydrogen-containing gas 5 that is an example of the second reaction gas to flow in the flow direction D2 orthogonal to the stacking direction D1.

各固体酸化物燃料電池セル211は、収納容器内において不図示のマニホールド上に立設されている。積層方向D1において隣り合う固体酸化物燃料電池セル211同士は、不図示の集電部材を介して電気的に接続されている。収納容器は、内壁と外壁とによる中空構造(二重壁構造)を有しており、内壁と外壁との間には、酸素含有ガス4を通流させるためのガス流路が設けられている。図示はしないが、各固体酸化物燃料電池セル211は、燃料極と、酸化剤極と、電解質とを備える。酸化剤極は、固体酸化物燃料電池セル211の外周に設けられていてよい。セルスタック21の積層方向D1の両端部には、発電によって生じた電流を収集して外部に引き出すためのブスバー(図示せず)が設けられている。固体酸化物燃料電池セル211は、例えば、500〜1000℃の高温で機能する。   Each solid oxide fuel cell 211 is erected on a manifold (not shown) in the storage container. The solid oxide fuel cells 211 adjacent in the stacking direction D1 are electrically connected to each other via a current collecting member (not shown). The storage container has a hollow structure (double wall structure) with an inner wall and an outer wall, and a gas flow path for allowing the oxygen-containing gas 4 to flow is provided between the inner wall and the outer wall. . Although not shown, each solid oxide fuel cell 211 includes a fuel electrode, an oxidant electrode, and an electrolyte. The oxidant electrode may be provided on the outer periphery of the solid oxide fuel cell 211. At both ends of the cell stack 21 in the stacking direction D1, bus bars (not shown) are provided for collecting current generated by power generation and drawing it out. The solid oxide fuel cell 211 functions at a high temperature of 500 to 1000 ° C., for example.

セルスタック21は、酸素含有ガス4の上流側に向かって順に、ガス導入部材23、収納容器内のガス流路およびブロワ32と流体連通されている。また、セルスタック21は、水素含有ガス5の上流側に向かって順に、マニホールド、不図示のガス通流管、改質器および燃料供給装置31と流体連通されている。なお、改質器は、例えば、400〜700℃の高温で機能し、燃料供給装置31から供給された燃料50(天然ガスや水)に基づいて水素含有ガス5を生成する。   The cell stack 21 is in fluid communication with the gas introduction member 23, the gas flow path in the storage container, and the blower 32 in order toward the upstream side of the oxygen-containing gas 4. The cell stack 21 is in fluid communication with a manifold, a gas flow pipe (not shown), a reformer, and a fuel supply device 31 in order toward the upstream side of the hydrogen-containing gas 5. The reformer functions at a high temperature of 400 to 700 ° C., for example, and generates the hydrogen-containing gas 5 based on the fuel 50 (natural gas or water) supplied from the fuel supply device 31.

(燃焼室22)
燃焼室22は、セルスタック21に対して通流方向D2の下流側に配置されている。より具体的には、燃焼室22は、収納容器内においてセルスタック21の上部に配置されている。燃焼室22は、セルスタック21から排出された余剰の酸素含有ガス4と水素含有ガス5とを燃焼させる。燃焼によって生じた燃焼ガスは、収納容器内に設けられた不図示の排気流路を通じて収納容器の外部に排出される。
(Combustion chamber 22)
The combustion chamber 22 is disposed downstream of the cell stack 21 in the flow direction D2. More specifically, the combustion chamber 22 is disposed above the cell stack 21 in the storage container. The combustion chamber 22 burns excess oxygen-containing gas 4 and hydrogen-containing gas 5 discharged from the cell stack 21. Combustion gas generated by the combustion is discharged to the outside of the storage container through an exhaust passage (not shown) provided in the storage container.

燃焼室22内には、既述した改質器が配置されている。改質器は、燃焼室22の熱を利用して水素含有ガス5を生成する。   In the combustion chamber 22, the above-described reformer is disposed. The reformer uses the heat of the combustion chamber 22 to generate the hydrogen-containing gas 5.

(ガス導入部材23)
ガス導入部材23は、積層方向D1と通流方向D2とに直交する方向D3において燃焼室22およびセルスタック21に面している。ガス導入部材23は、酸素含有ガス4を通流できるように中空に形成されている。具体的には、ガス導入部材23は、酸素含有ガス4の流路231と、流路231を囲む隔壁232および側壁233と、流路231内に配置された邪魔板234、中央側整流板235および端部整流板236とを備える。邪魔板234、中央側整流板235および端部整流板236は、2つずつ備えられている。
(Gas introduction member 23)
The gas introduction member 23 faces the combustion chamber 22 and the cell stack 21 in a direction D3 orthogonal to the stacking direction D1 and the flow direction D2. The gas introduction member 23 is formed hollow so that the oxygen-containing gas 4 can flow. Specifically, the gas introduction member 23 includes a flow path 231 of the oxygen-containing gas 4, a partition wall 232 and a side wall 233 surrounding the flow path 231, a baffle plate 234 disposed in the flow path 231, and a central rectifying plate 235. And an end baffle plate 236. Two baffle plates 234, a central side rectifying plate 235, and two end rectifying plates 236 are provided.

流路231は、順に燃焼室22およびセルスタック21に沿って酸素含有ガス4を導入することで酸素含有ガス4を予熱する。予熱された酸素含有ガス4は、流路231の下流端においてセルスタック21に供給される。   The channel 231 preheats the oxygen-containing gas 4 by sequentially introducing the oxygen-containing gas 4 along the combustion chamber 22 and the cell stack 21. The preheated oxygen-containing gas 4 is supplied to the cell stack 21 at the downstream end of the flow path 231.

隔壁232は、流路231と燃焼室22およびセルスタック21とを仕切る。なお、燃焼室22およびセルスタック21は、ガス導入部材23を挟んで2つずつ存在する。これにともなって、隔壁232は、流路231を挟んで2つ存在する。   The partition wall 232 partitions the flow path 231 from the combustion chamber 22 and the cell stack 21. Two combustion chambers 22 and two cell stacks 21 exist with the gas introduction member 23 interposed therebetween. Accordingly, there are two partition walls 232 across the flow path 231.

側壁233は、2つの隔壁232の積層方向D1の端部において、2つの隔壁232を繋いでいる。   The side wall 233 connects the two partition walls 232 at the end of the two partition walls 232 in the stacking direction D1.

ガス導入部材23は、酸素含有ガス4の下流に向かって順に、上流部23aと、中流部23bと、下流部23cとを有する。上流部23aは、燃焼室22に面している。中流部23bは、上流部23aの下流端に接続され、セルスタック21の下流部に面している。下流部23cは、中流部23bの下流端に接続され、セルスタック21の上流部に面している。   The gas introduction member 23 has an upstream portion 23a, a midstream portion 23b, and a downstream portion 23c in order toward the downstream side of the oxygen-containing gas 4. The upstream portion 23 a faces the combustion chamber 22. The midstream portion 23 b is connected to the downstream end of the upstream portion 23 a and faces the downstream portion of the cell stack 21. The downstream part 23 c is connected to the downstream end of the midstream part 23 b and faces the upstream part of the cell stack 21.

上流部23aの積層方向D1の外形幅X1は、セルスタック21の積層方向D1の外形幅X2よりも小さい。もし、上流部23aの外形幅X1がセルスタック21の外形幅X2以上の場合、ガス導入部材23を挟む2つの燃焼室22は、ガス導入部材23によって互いに隔絶される。これに対して、第1の実施形態では、上流部23aの外形幅X1がセルスタック21の外形幅X2より小さいので、ガス導入部材23を挟む2つの燃焼室22が互いに連通されている。2つの燃焼室22が連通されていることで、後述するように、燃焼室22での反応ガス4、5の燃焼効率を向上させることができる。   The outer width X1 of the upstream portion 23a in the stacking direction D1 is smaller than the outer width X2 of the cell stack 21 in the stacking direction D1. If the outer width X1 of the upstream portion 23a is equal to or larger than the outer width X2 of the cell stack 21, the two combustion chambers 22 sandwiching the gas introduction member 23 are isolated from each other by the gas introduction member 23. On the other hand, in the first embodiment, since the outer width X1 of the upstream portion 23a is smaller than the outer width X2 of the cell stack 21, the two combustion chambers 22 sandwiching the gas introduction member 23 are communicated with each other. Since the two combustion chambers 22 communicate with each other, the combustion efficiency of the reaction gases 4 and 5 in the combustion chamber 22 can be improved as will be described later.

中流部23bおよび下流部23cの積層方向D1の外形幅は、セルスタック21の積層方向D1の外形幅と略同一である。   The outer width in the stacking direction D1 of the midstream portion 23b and the downstream portion 23c is substantially the same as the outer width of the cell stack 21 in the stacking direction D1.

2つの邪魔板234は、中流部23bすなわち上流部23aの下流に配置されている。各邪魔板234は、積層方向D1の中央の流路231aを挟むように積層方向D1に間隔を空けて配置されている。各邪魔板234は、積層方向D1に延びており、各邪魔板234の積層方向D1の外端は側壁233に至っている。各邪魔板234は、2つの隔壁232の間に溶接で固定されている。邪魔板234は、そのD3方向の一端が一方の隔壁232にスポット溶接され、そのD3方向の他端が他方の隔壁232にプラグ溶接すなわち栓溶接されていてもよい。プラグ溶接では、他方の隔壁232に開けた孔を通して、他方の隔壁232の外側から邪魔板234を溶接できる。各邪魔板234は、酸素含有ガス4の流れをガス導入部材23の積層方向D1の中央に集中させる。   The two baffle plates 234 are disposed downstream of the midstream portion 23b, that is, the upstream portion 23a. The baffle plates 234 are arranged at intervals in the stacking direction D1 so as to sandwich the central flow path 231a in the stacking direction D1. Each baffle plate 234 extends in the stacking direction D 1, and the outer end of each baffle plate 234 in the stacking direction D 1 reaches the side wall 233. Each baffle plate 234 is fixed between two partition walls 232 by welding. One end of the baffle plate 234 in the D3 direction may be spot welded to the one partition wall 232, and the other end in the D3 direction may be plug welded, that is, plug welded to the other partition wall 232. In plug welding, the baffle plate 234 can be welded from the outside of the other partition wall 232 through a hole formed in the other partition wall 232. Each baffle plate 234 concentrates the flow of the oxygen-containing gas 4 at the center of the gas introduction member 23 in the stacking direction D1.

2つの中央側整流板235は、下流部23cすなわち邪魔板234の下流に配置されている。各中央側整流板235は、中央の流路231aを挟むように積層方向D1に間隔を空けて配置されている。各中央側整流板235は、積層方向D1に延びている。各中央側整流板235の積層方向D1の内端は、邪魔板234の内端より内方に位置し、各中央側整流板235の積層方向D1の外端は、邪魔板234の内端より外方に位置している。各中央側整流板235は、邪魔板234と同様の溶接法で2つの隔壁232の間に固定されている。図1に示すように、各中央側整流板235は、各邪魔板234との間に、中央の流路231aから積層方向D1の外方(すなわち、左右)に分岐した分岐流路231bを形成している。各中央側整流板235は、分岐流路231bを通じて、中央に集中した酸素含有ガス4の流れを分散させる。   The two center-side rectifying plates 235 are disposed downstream of the downstream portion 23 c, that is, the baffle plate 234. Each center side rectification | straightening board 235 is arrange | positioned at intervals in the lamination direction D1 so that the center flow path 231a may be pinched | interposed. Each center-side rectifying plate 235 extends in the stacking direction D1. The inner end of each central side rectifying plate 235 in the stacking direction D1 is located inward from the inner end of the baffle plate 234, and the outer end of each central side rectifying plate 235 in the stacking direction D1 is from the inner end of the baffle plate 234. Located outside. Each center-side rectifying plate 235 is fixed between the two partition walls 232 by a welding method similar to that for the baffle plate 234. As shown in FIG. 1, each central side rectifying plate 235 forms a branch flow path 231 b that branches from the central flow path 231 a to the outside in the stacking direction D <b> 1 (that is, left and right) between each baffle plate 234. doing. Each center-side rectifying plate 235 disperses the flow of the oxygen-containing gas 4 concentrated in the center through the branch flow path 231b.

2つの端部整流板236は、下流部23cにおける中央側整流板235の下流に配置されている。各端部整流板236は、中央の流路231aおよび分岐流路231bを挟むように積層方向D1に間隔を空けて配置されている。各端部整流板236は、積層方向D1に延びており、各端部整流板236の積層方向D1の外端は側壁233に至っている。各端部整流板236は、邪魔板234と同様の溶接法で2つの隔壁232の間に固定されている。各端部整流板236は、中央側整流板235によって分散した酸素含有ガス4の流れが積層方向D1の端部に集中することを防止する。   The two end rectifying plates 236 are disposed downstream of the central rectifying plate 235 in the downstream portion 23c. The end rectifying plates 236 are arranged at intervals in the stacking direction D1 so as to sandwich the central flow path 231a and the branch flow path 231b. Each end rectifying plate 236 extends in the stacking direction D <b> 1, and the outer end of each end rectifying plate 236 in the stacking direction D <b> 1 reaches the side wall 233. Each end baffle plate 236 is fixed between the two partition walls 232 by the same welding method as the baffle plate 234. Each end rectifying plate 236 prevents the flow of the oxygen-containing gas 4 dispersed by the central rectifying plate 235 from concentrating on the end in the stacking direction D1.

次に、第1の実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

(酸素含有ガス4の流れ)
ブロワ32は、セルスタック21に向けて酸素含有ガス4を供給する。ブロワ32から供給された酸素含有ガス4は、収納容器内のガス流路を経由してガス導入部材23に流入する。ガス導入部材23に流入した酸素含有ガス4は、順に、上流部23aの流路231、中流部23bの流路231および下流部23cの流路231を通ってガス導入部材23の下流端から流出(すなわち、噴出)する。
(Flow of oxygen-containing gas 4)
The blower 32 supplies the oxygen-containing gas 4 toward the cell stack 21. The oxygen-containing gas 4 supplied from the blower 32 flows into the gas introduction member 23 via the gas flow path in the storage container. The oxygen-containing gas 4 that has flowed into the gas introduction member 23 sequentially flows out from the downstream end of the gas introduction member 23 through the flow path 231 of the upstream portion 23a, the flow path 231 of the midstream portion 23b, and the flow path 231 of the downstream portion 23c. (Ie, erupting).

ガス導入部材23から流出した酸素含有ガス4は、セルスタック21の下端のセル入口においてセルスタック21に供給されて、各固体酸化物燃料電池セル211の酸化剤極に到達する。酸化剤極に到達した酸素含有ガス4の一部は、燃料極から放出された電子を受け取ることで酸化物イオンとなる。酸化物イオンは、電解質を通して燃料極に移動する。燃料極に移動した酸化物イオンは、水素含有ガス5中の水素および一酸化炭素と反応することで電子を発生させる。これにより、固体酸化物燃料電池セル211が発電する。   The oxygen-containing gas 4 flowing out from the gas introduction member 23 is supplied to the cell stack 21 at the cell inlet at the lower end of the cell stack 21 and reaches the oxidant electrode of each solid oxide fuel cell 211. Part of the oxygen-containing gas 4 that has reached the oxidizer electrode receives the electrons emitted from the fuel electrode and becomes oxide ions. The oxide ions move to the fuel electrode through the electrolyte. The oxide ions that have moved to the fuel electrode react with hydrogen and carbon monoxide in the hydrogen-containing gas 5 to generate electrons. Thereby, the solid oxide fuel cell 211 generates power.

発電に用いられなかった余剰の酸素含有ガス4は、セルスタック21のセル出口においてセルスタック21から排出されて燃焼室22に流入する。燃焼室22に流入した酸素含有ガス4は、燃焼室22に流入した余剰の水素含有ガス5と反応して燃焼する。燃焼で生じた燃焼ガスは、収納容器内の排気流路を通って収納容器の外部に排出される。   Excess oxygen-containing gas 4 that has not been used for power generation is discharged from the cell stack 21 at the cell outlet of the cell stack 21 and flows into the combustion chamber 22. The oxygen-containing gas 4 flowing into the combustion chamber 22 reacts with the surplus hydrogen-containing gas 5 flowing into the combustion chamber 22 and burns. Combustion gas generated by the combustion is discharged to the outside of the storage container through the exhaust passage in the storage container.

(水素含有ガス5の流れ)
燃料供給装置31は、改質器に燃料50として天然ガスと水とを供給する。改質器は、水を気化することで水蒸気を発生させ、発生した水蒸気を触媒で天然ガスと反応させることで水素含有ガス5を生成する。生成された水素含有ガス5は、ガス通流管を経由してマニホールドに到達する。マニホールドにおいて、水素含有ガス5は、セル入口からセルスタック21に供給され、各固体酸化物燃料電池セル211の燃料極に到達する。燃料極に到達した水素含有ガス5の一部は、既述したように燃料極での反応によって電子を発生させる。発電に用いられなかった余剰の水素含有ガス5は、燃焼室22において燃焼した後に外部に排出される。
(Flow of hydrogen-containing gas 5)
The fuel supply device 31 supplies natural gas and water as the fuel 50 to the reformer. The reformer generates water vapor by evaporating water, and generates hydrogen-containing gas 5 by reacting the generated water vapor with natural gas using a catalyst. The produced hydrogen-containing gas 5 reaches the manifold via the gas flow pipe. In the manifold, the hydrogen-containing gas 5 is supplied from the cell inlet to the cell stack 21 and reaches the fuel electrode of each solid oxide fuel cell 211. A part of the hydrogen-containing gas 5 reaching the fuel electrode generates electrons by the reaction at the fuel electrode as described above. The surplus hydrogen-containing gas 5 that has not been used for power generation is discharged to the outside after burning in the combustion chamber 22.

(熱の流れ)
ガス導入部材23に流入した酸素含有ガス4は、先ず、上流部23a内において燃焼室22の脇を通ることで、輻射や熱交換によって燃焼室22内の燃焼ガスの熱を吸収する。熱を吸収することで、酸素含有ガス4は予熱される。このとき、上流部23aの外形幅X1がセルスタック21の外形幅X2より小さいことで、ガス導入部材23を挟む一対の燃焼室22が連通している。これにより、容積が大きな燃焼室22内において、セルスタック21から排出された余剰の酸素含有ガス4と水素含有ガス5とが十分に混合されて良好に燃焼する。酸素含有ガス4と水素含有ガス5とが良好に燃焼することで、固体酸化物燃料電池セル211が十分に加熱され、固体酸化物燃料電池セル211の発電効率が向上する。また、上流部23aの外形幅X1がセルスタック21の外形幅X2より小さいことで、酸素含有ガス4の流れが積層方向D1の中央に集中し、また、燃焼室22の冷却が抑制される。
(Heat flow)
The oxygen-containing gas 4 that has flowed into the gas introduction member 23 first passes by the side of the combustion chamber 22 in the upstream portion 23a, thereby absorbing the heat of the combustion gas in the combustion chamber 22 by radiation or heat exchange. By absorbing heat, the oxygen-containing gas 4 is preheated. At this time, since the outer width X1 of the upstream portion 23a is smaller than the outer width X2 of the cell stack 21, the pair of combustion chambers 22 sandwiching the gas introduction member 23 communicate with each other. Thereby, in the combustion chamber 22 with a large volume, the surplus oxygen-containing gas 4 and the hydrogen-containing gas 5 discharged from the cell stack 21 are sufficiently mixed and burned well. When the oxygen-containing gas 4 and the hydrogen-containing gas 5 burn well, the solid oxide fuel cell 211 is sufficiently heated, and the power generation efficiency of the solid oxide fuel cell 211 is improved. Further, since the outer width X1 of the upstream portion 23a is smaller than the outer width X2 of the cell stack 21, the flow of the oxygen-containing gas 4 is concentrated at the center in the stacking direction D1, and cooling of the combustion chamber 22 is suppressed.

次いで、酸素含有ガス4は、中流部23b内においてセルスタック21の下流部の脇を通ることで、セルスタック21を冷却する。このとき、中流部23b内の邪魔板234は、酸素含有ガス4の流れを積層方向D1の中央に更に集中させる。これにより、セルスタック21の積層方向D1の中央部が集中的に冷却され、高温になり易いセルスタック21の積層方向D1の中央部の温度が十分に抑制される。   Next, the oxygen-containing gas 4 cools the cell stack 21 by passing through the downstream portion of the cell stack 21 in the midstream portion 23b. At this time, the baffle plate 234 in the midstream portion 23b further concentrates the flow of the oxygen-containing gas 4 at the center in the stacking direction D1. As a result, the central portion of the cell stack 21 in the stacking direction D1 is intensively cooled, and the temperature of the central portion of the cell stack 21 in the stacking direction D1 that tends to become high temperature is sufficiently suppressed.

次いで、酸素含有ガス4は、下流部23cにおいて、セルスタック21の上流部の脇を通ることで、セルスタック21の熱を吸収して予熱される。このとき、下流部23c内の中央側整流板235は、中央に集中した酸素含有ガス4の流れを分散させる。これにより、酸素含有ガス4の予熱が促進される。また、端部整流板236は、酸素含有ガス4の流れがガス導入部材23の端部に集中することを防止する。これにより、低温になり易いセルスタック21の積層方向D1の端部の温度低下が十分に抑制される。   Next, the oxygen-containing gas 4 is preheated by absorbing the heat of the cell stack 21 by passing through the upstream portion of the cell stack 21 in the downstream portion 23c. At this time, the central rectifying plate 235 in the downstream portion 23c disperses the flow of the oxygen-containing gas 4 concentrated in the center. Thereby, preheating of the oxygen-containing gas 4 is promoted. Further, the end rectifying plate 236 prevents the flow of the oxygen-containing gas 4 from concentrating on the end of the gas introduction member 23. Thereby, the temperature fall of the edge part of the lamination direction D1 of the cell stack 21 which tends to become low temperature is fully suppressed.

以上述べたように、第1の実施形態によれば、上流部23aの外形幅X1をセルスタック21の外形幅X2より小さくすることで、燃焼室22における反応ガス4、5の燃焼性を向上でき、また、燃焼室22の冷却を抑制できる。この結果、同じ供給燃料流量および出力電流に対するセル電圧を高めることができ、燃料電池システム1の発電効率を向上できる。   As described above, according to the first embodiment, the combustibility of the reaction gases 4 and 5 in the combustion chamber 22 is improved by making the outer width X1 of the upstream portion 23a smaller than the outer width X2 of the cell stack 21. And cooling of the combustion chamber 22 can be suppressed. As a result, the cell voltage for the same supplied fuel flow rate and output current can be increased, and the power generation efficiency of the fuel cell system 1 can be improved.

また、第1の実施形態によれば、邪魔板234によって酸素含有ガス4の流れを積層方向D1の中央に集中させることで、セルスタック21の積層方向D1の中央部の温度を抑制できるので、ホットモジュール内でセルスタック21を高耐久化させることができる。   Further, according to the first embodiment, by concentrating the flow of the oxygen-containing gas 4 in the center of the stacking direction D1 by the baffle plate 234, the temperature of the center portion of the cell stack 21 in the stacking direction D1 can be suppressed. The cell stack 21 can be made highly durable in the hot module.

また、第1の実施形態によれば、整流板235によって酸素含有ガス4の流れを分散させることで、酸素含有ガス4の予熱を促進させることができるので、発電効率を更に向上できる。   Further, according to the first embodiment, since the flow of the oxygen-containing gas 4 is dispersed by the rectifying plate 235, the preheating of the oxygen-containing gas 4 can be promoted, so that the power generation efficiency can be further improved.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態として、酸素含有ガスの供給孔を備えた燃料電池モジュールについて説明する。なお、第2の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図2は、第2の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Second Embodiment)
Next, a fuel cell module having an oxygen-containing gas supply hole will be described as a second embodiment. Note that, in the second embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 2 is a schematic view of the fuel cell module 2 showing the second embodiment.

図2に示すように、第2の実施形態の燃料電池モジュール2は、第1の実施形態の構成に加えて、隔壁232を貫通する複数の供給孔24を備える。各供給孔24は、積層方向D1に間隔を空けて下流部23cの下流端の近傍に配置されている。各供給孔24は、整流板235、236の下流において、セルスタック21に酸素含有ガス4を供給する。   As shown in FIG. 2, the fuel cell module 2 of the second embodiment includes a plurality of supply holes 24 that penetrate the partition 232 in addition to the configuration of the first embodiment. Each supply hole 24 is arranged in the vicinity of the downstream end of the downstream portion 23c with a gap in the stacking direction D1. Each supply hole 24 supplies the oxygen-containing gas 4 to the cell stack 21 downstream of the rectifying plates 235 and 236.

第2の実施形態によれば、整流板235、236で分散された酸素含有ガス4の流れを供給孔24で更に分散させることができる。これにより、酸素含有ガス4の予熱を更に促進させることができるので、発電効率を更に向上できる。   According to the second embodiment, the flow of the oxygen-containing gas 4 dispersed by the rectifying plates 235 and 236 can be further dispersed by the supply holes 24. Thereby, since the preheating of the oxygen-containing gas 4 can be further promoted, the power generation efficiency can be further improved.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態として、内端部が屈曲した邪魔板と第1の整流板とを備えた燃料電池モジュールについて説明する。なお、第3の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図3は、第3の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Third embodiment)
Next, as a third embodiment, a fuel cell module including a baffle plate whose inner end is bent and a first rectifying plate will be described. Note that, in the third embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 3 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 showing the third embodiment.

図3に示すように、第3の実施形態の邪魔板234は、中央に集中した酸素含有ガス4の流れに接する積層方向D1の内端部234aにおいて、下流側に屈曲している。より具体的には、邪魔板234の内端部234aは、邪魔板234の他の部分(積層方向D1に延伸した部分)に対して下流側に90°屈曲している。   As shown in FIG. 3, the baffle plate 234 of the third embodiment is bent downstream at the inner end 234a in the stacking direction D1 in contact with the flow of the oxygen-containing gas 4 concentrated in the center. More specifically, the inner end 234a of the baffle plate 234 is bent 90 ° downstream with respect to the other part of the baffle plate 234 (the part extending in the stacking direction D1).

また、第3の実施形態の燃料電池モジュール2は、第1の実施形態で説明した中央側整流板235の代わりに第1の整流板237を備える。図3に示すように、第1の整流板237は、中央に集中した酸素含有ガス4の流れを受けるように、邪魔板234の内端部234aに面する位置において下流側に凹入している。具体的には、第1の整流板237は、積層方向D1に延伸した第1部分237aと、第1部分237aの両端において上流側に延伸した2つの第2部分237bとを有する。2つの第2部分237bは、2つの邪魔板234の内端部234aよりも積層方向D1の外方に位置している。第1の整流板237は、受け皿形状を有しているということもできる。第1の整流板237は、邪魔板234と同様の溶接法で2つの隔壁232の間に固定されている。   The fuel cell module 2 of the third embodiment includes a first rectifying plate 237 instead of the central rectifying plate 235 described in the first embodiment. As shown in FIG. 3, the first rectifying plate 237 is recessed downstream at a position facing the inner end 234a of the baffle plate 234 so as to receive the flow of the oxygen-containing gas 4 concentrated in the center. Yes. Specifically, the first current plate 237 includes a first portion 237a extending in the stacking direction D1, and two second portions 237b extending upstream at both ends of the first portion 237a. The two second portions 237b are located outward in the stacking direction D1 from the inner ends 234a of the two baffle plates 234. It can also be said that the first current plate 237 has a tray shape. The first current plate 237 is fixed between the two partition walls 232 by a welding method similar to that for the baffle plate 234.

図3に示すように、第1の整流板237は、邪魔板234の内端部234aとの間に、蛇行する流路231cを形成している。流路231cは、最も高温のセルスタック21の中央付近において、邪魔板234によって中央に集中した酸素含有ガス4を蛇行させる。酸素含有ガス4が蛇行することで、セルスタック21の中央部で酸素含有ガス4が予熱される時間すなわちセルスタック21の中央部が冷却される時間は長くなる。これにより、酸素含有ガス4の予熱を更に促進させることができ、また、セルスタック21の中央部の温度を更に抑制できる。したがって、第3の実施形態によれば、発電効率を更に向上できるとともに、セルスタック21を更に高耐久化できる。   As shown in FIG. 3, the first current plate 237 forms a meandering flow path 231 c between the inner end 234 a of the baffle plate 234. The flow path 231 c meanders the oxygen-containing gas 4 concentrated in the center by the baffle plate 234 in the vicinity of the center of the hottest cell stack 21. Since the oxygen-containing gas 4 meanders, the time during which the oxygen-containing gas 4 is preheated at the central portion of the cell stack 21, that is, the time during which the central portion of the cell stack 21 is cooled becomes longer. Thereby, the preheating of the oxygen-containing gas 4 can be further promoted, and the temperature of the central portion of the cell stack 21 can be further suppressed. Therefore, according to the third embodiment, the power generation efficiency can be further improved and the cell stack 21 can be further improved in durability.

(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態として、第2の整流板を備えた燃料電池モジュールについて説明する。なお、第4の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図4は、第4の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fuel cell module provided with a second rectifying plate will be described as a fourth embodiment. Note that, in the fourth embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 4 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 showing the fourth embodiment.

図4に示すように、第4の実施形態の燃料電池モジュール2は、第3の実施形態の燃料電池モジュール2に対して、端部整流板236の代わりに第2の整流板238を備える点が異なる。第2の整流板238は、第1の整流板237に対して積層方向D1の外方に配置されている。第2の整流板238は、積層方向D1の内方および下流側に階段状(ジグザグ状)に延びる。第2の整流板238は、邪魔板234と同様の溶接法で2つの隔壁232の間に固定されている。   As shown in FIG. 4, the fuel cell module 2 of the fourth embodiment includes a second rectifying plate 238 instead of the end rectifying plate 236 with respect to the fuel cell module 2 of the third embodiment. Is different. The second rectifying plate 238 is disposed outside the first rectifying plate 237 in the stacking direction D1. The second rectifying plate 238 extends stepwise (zigzag) inward and downstream in the stacking direction D1. The second baffle plate 238 is fixed between the two partition walls 232 by the same welding method as the baffle plate 234.

図4に示すように、邪魔板234と、第1の整流板237と、第2の整流板238との間には、2回蛇行する流路231dが形成されている。流路231dは、最も高温のセルスタック21の中央付近において、邪魔板234によって中央に集中した酸素含有ガス4を2回蛇行させる。酸素含有ガス4が2回蛇行することで、酸素含有ガス4がセルスタック21の中央部で予熱される時間すなわちセルスタック21の中央部が冷却される時間は更に長くなる。これにより、酸素含有ガス4の予熱を更に促進することができ、また、セルスタック21の中央部の温度を更に抑制できる。したがって、第4の実施形態によれば、第3の実施形態と比べて発電効率を更に向上できるとともに、セルスタック21を更に高耐久化できる。   As shown in FIG. 4, a flow path 231 d that meanders twice is formed between the baffle plate 234, the first rectifying plate 237, and the second rectifying plate 238. The flow path 231d causes the oxygen-containing gas 4 concentrated in the center by the baffle plate 234 to meander twice in the vicinity of the center of the hottest cell stack 21. When the oxygen-containing gas 4 meanders twice, the time during which the oxygen-containing gas 4 is preheated at the center of the cell stack 21, that is, the time during which the center of the cell stack 21 is cooled is further increased. Thereby, the preheating of the oxygen-containing gas 4 can be further promoted, and the temperature of the central portion of the cell stack 21 can be further suppressed. Therefore, according to the fourth embodiment, the power generation efficiency can be further improved as compared with the third embodiment, and the cell stack 21 can be further improved in durability.

(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態として、第3の整流板を備えた燃料電池モジュールについて説明する。なお、第5の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図5は、第5の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Fifth embodiment)
Next, a fuel cell module including a third rectifying plate will be described as a fifth embodiment. Note that, in the fifth embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 5 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the fifth embodiment.

図5に示すように、第5の実施形態の燃料電池モジュール2は、第4の実施形態の構成に加えて、複数の第3の整流板239を備える。第3の整流板239は、下流側において第1の整流板237と第2の整流板238との間隙部に面している。第1の整流板237と第2の整流板238との間隙部は第1の整流板237の左右に1つずつ存在するが、第3の整流板239は、各間隙部に対して2つずつ面している。各第3の整流板239は、積層方向D1に間隔を空けて配置されている。各第3の整流板239は、邪魔板234と同様の溶接法で2つの隔壁232の間に固定されている。   As shown in FIG. 5, the fuel cell module 2 of the fifth embodiment includes a plurality of third rectifying plates 239 in addition to the configuration of the fourth embodiment. The third rectifying plate 239 faces the gap between the first rectifying plate 237 and the second rectifying plate 238 on the downstream side. One gap portion between the first rectifying plate 237 and the second rectifying plate 238 exists on each of the left and right sides of the first rectifying plate 237, but two third rectifying plates 239 are provided for each gap portion. Facing one by one. Each of the third rectifying plates 239 is arranged at an interval in the stacking direction D1. Each third rectifying plate 239 is fixed between the two partition walls 232 by a welding method similar to that for the baffle plate 234.

第3の整流板239は、第1の整流板237と第2の整流板238との間を通過した酸素含有ガス4を更に分散させる。これにより、酸素含有ガス4の予熱を更に促進させることができる。したがって、第5の実施形態によれば、第4の実施形態に対して発電効率を更に向上できる。   The third rectifying plate 239 further disperses the oxygen-containing gas 4 that has passed between the first rectifying plate 237 and the second rectifying plate 238. Thereby, the preheating of the oxygen-containing gas 4 can be further promoted. Therefore, according to the fifth embodiment, the power generation efficiency can be further improved compared to the fourth embodiment.

(第6の実施形態)
次に、第6の実施形態として、直線状の第2の整流板を備えた燃料電池モジュールについて説明する。なお、第6の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図6は、第6の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Sixth embodiment)
Next, as a sixth embodiment, a fuel cell module provided with a linear second rectifying plate will be described. Note that, in the sixth embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 6 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the sixth embodiment.

図6に示すように、第6の実施形態の第2の整流板238は、第5の実施形態の第2の整流板238(図5参照)に対して、積層方向D1の内方および下流側に直線状に延びている点が異なる。   As shown in FIG. 6, the second rectifying plate 238 of the sixth embodiment is inward and downstream in the stacking direction D1 with respect to the second rectifying plate 238 (see FIG. 5) of the fifth embodiment. It differs in that it extends linearly to the side.

第6の実施形態によれば、第2の整流板238の形状が屈曲していない滑らかな直線状であるため、第2の整流板238を低コストで製造できるとともに、酸素含有ガス4の圧損を抑制できる。圧損を抑制することで、酸素含有ガス4を送り込むブロワ32(図1参照)の消費電力を削減でき、燃料電池システム1全体としての発電効率を更に向上できる。   According to the sixth embodiment, since the shape of the second rectifying plate 238 is a smooth straight line that is not bent, the second rectifying plate 238 can be manufactured at a low cost and the pressure loss of the oxygen-containing gas 4 can be reduced. Can be suppressed. By suppressing the pressure loss, the power consumption of the blower 32 (see FIG. 1) for sending the oxygen-containing gas 4 can be reduced, and the power generation efficiency of the fuel cell system 1 as a whole can be further improved.

(第7の実施形態)
次に、第7の実施形態として、邪魔板234の角部に傾斜面を有する燃料電池モジュールについて説明する。なお、第7の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図7は、第7の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Seventh embodiment)
Next, a fuel cell module having inclined surfaces at the corners of the baffle plate 234 will be described as a seventh embodiment. Note that, in the seventh embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 7 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the seventh embodiment.

図7に示すように、第7の実施形態の燃料電池モジュール2は、第5の実施形態の燃料電池モジュール2に対して、中央の流路231aに接する邪魔板234の角部に傾斜面2341を有する点が異なる。邪魔板234は、角部が斜め加工(すなわち、面取り)されているということもできる。傾斜面2341は、例えば、積層方向D1に対して45°傾斜していてもよい。また、傾斜面の代わりに曲面(例えば、円弧面)を設けてもよい。   As shown in FIG. 7, the fuel cell module 2 of the seventh embodiment has an inclined surface 2341 at the corner of the baffle plate 234 that contacts the central flow path 231 a with respect to the fuel cell module 2 of the fifth embodiment. Is different. It can also be said that the baffle plate 234 has a corner portion that is obliquely processed (that is, chamfered). The inclined surface 2341 may be inclined by 45 ° with respect to the stacking direction D1, for example. Moreover, you may provide a curved surface (for example, circular arc surface) instead of an inclined surface.

第7の実施形態によれば、傾斜面2341によって酸素含有ガス4の流れの剥離を低減できるので、摩擦損失による圧損を低減できる。これにより、酸素含有ガス4を送り込むブロワ32の消費電力を削減でき、燃料電池システム1全体としての発電効率を更に向上できる。   According to the seventh embodiment, since the separation of the flow of the oxygen-containing gas 4 can be reduced by the inclined surface 2341, pressure loss due to friction loss can be reduced. Thereby, the power consumption of the blower 32 which sends in the oxygen-containing gas 4 can be reduced, and the power generation efficiency of the fuel cell system 1 as a whole can be further improved.

(第8の実施形態)
次に、第8の実施形態として、整流板の角部に傾斜面を有する燃料電池モジュールについて説明する。なお、第8の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図8は、第8の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Eighth embodiment)
Next, as an eighth embodiment, a fuel cell module having inclined surfaces at the corners of the current plate will be described. In the eighth embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and a duplicate description is omitted. FIG. 8 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the eighth embodiment.

図8に示すように、第8の実施形態の燃料電池モジュール2は、第7の実施形態の燃料電池モジュール2に対して、2回蛇行する流路231dに接する第1の整流板237の角部および第2の整流板238の角部に傾斜面2371、2381を有する点が異なる。傾斜面2371、2381は、例えば、積層方向D1に対して45°傾斜していてもよい。   As shown in FIG. 8, the fuel cell module 2 of the eighth embodiment is different from the fuel cell module 2 of the seventh embodiment in that the corners of the first rectifying plate 237 in contact with the flow path 231 d meandering twice. And the second rectifying plate 238 have inclined surfaces 2371 and 2381 at the corners. The inclined surfaces 2371 and 2381 may be inclined by 45 ° with respect to the stacking direction D1, for example.

第8の実施形態によれば、傾斜面2371、2381によって酸素含有ガス4の流れの剥離を更に低減できるので、第7の実施形態の燃料電池モジュール2と比べて、摩擦損失による圧損を更に低減できる。これにより、酸素含有ガス4を送り込むブロワ32の消費電力を更に削減でき、燃料電池システム1全体としての発電効率を更に向上できる。   According to the eighth embodiment, since the flow separation of the oxygen-containing gas 4 can be further reduced by the inclined surfaces 2371 and 2381, the pressure loss due to friction loss is further reduced as compared with the fuel cell module 2 of the seventh embodiment. it can. Thereby, the power consumption of the blower 32 which sends in the oxygen-containing gas 4 can be further reduced, and the power generation efficiency of the fuel cell system 1 as a whole can be further improved.

(第9の実施形態)
次に、第9の実施形態として、邪魔板および整流板をプレス加工した燃料電池モジュールについて説明する。なお、第9の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図9は、第9の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Ninth embodiment)
Next, as a ninth embodiment, a fuel cell module in which baffle plates and rectifying plates are pressed will be described. Note that, in the ninth embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and redundant description is omitted. FIG. 9 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the ninth embodiment.

図9に示すように、第9の実施形態の燃料電池モジュール2は、第5の実施形態の燃料電池モジュール2に対して、邪魔板234および第1〜第3の整流板237〜239がプレス加工によって隔壁232と一体成形されている点が異なる。なお、プレス加工は、2つの隔壁232の一方および双方のいずれに行ってもよい。   As shown in FIG. 9, the fuel cell module 2 of the ninth embodiment has a baffle plate 234 and first to third rectifying plates 237 to 239 pressed against the fuel cell module 2 of the fifth embodiment. The point which is integrally formed with the partition 232 by processing is different. Note that the pressing may be performed on either one or both of the two partition walls 232.

邪魔板234および整流板237〜239をプレス成形体とすることで、邪魔板234および整流板237〜239を溶接する場合に比べて、ガス導入部材23を安価に製造できる。したがって、第9の実施形態によれば、酸素含有ガス4の予熱とセルスタック21の中央部の冷却とを低コストで実現できる。   By using the baffle plate 234 and the baffle plates 237 to 239 as press-molded bodies, the gas introduction member 23 can be manufactured at a lower cost than when the baffle plate 234 and the baffle plates 237 to 239 are welded. Therefore, according to the ninth embodiment, preheating of the oxygen-containing gas 4 and cooling of the central portion of the cell stack 21 can be realized at low cost.

(第10の実施形態)
次に、第10の実施形態として、中央側の供給孔の内径を大きくした燃料電池モジュールについて説明する。なお、第10の実施形態において、既述の実施形態に対応する構成部については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。図10は、第10の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Tenth embodiment)
Next, a fuel cell module in which the inner diameter of the central supply hole is increased will be described as a tenth embodiment. Note that, in the tenth embodiment, the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments, and a duplicate description is omitted. FIG. 10 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the tenth embodiment.

図10に示すように、第10の実施形態の燃料電池モジュール2は、第5の実施形態の燃料電池モジュール2に対して、中央側の複数の供給孔24の内径がそれ以外の供給孔24の内径より大きい点が異なる。   As shown in FIG. 10, the fuel cell module 2 of the tenth embodiment is different from the fuel cell module 2 of the fifth embodiment in that the inner diameters of the plurality of supply holes 24 on the center side are the other supply holes 24. It is different in that it is larger than the inner diameter.

内径が大きい積層方向D1の中央側の供給孔24は、積層方向D1の中央の固体酸化物燃料電池セル211により多くの酸素含有ガス4を供給できる。したがって、第10の実施形態によれば、セルスタック21の積層方向D1の中央部の温度を更に抑制できるので、第5の実施形態と比べてホットモジュール内でセルスタック21を更に高耐久化できる。また、供給孔24の内径が大きいことで圧損を低減できるので、酸素含有ガス4を送り込むブロワ32の消費電力を削減でき、燃料電池システム1全体としての発電効率を更に向上できる。   The supply hole 24 on the center side in the stacking direction D1 having a large inner diameter can supply more oxygen-containing gas 4 to the solid oxide fuel cell 211 in the center in the stacking direction D1. Therefore, according to the tenth embodiment, since the temperature of the central portion of the cell stack 21 in the stacking direction D1 can be further suppressed, the cell stack 21 can be made more durable in the hot module as compared with the fifth embodiment. . Further, since the pressure loss can be reduced because the inner diameter of the supply hole 24 is large, the power consumption of the blower 32 for sending the oxygen-containing gas 4 can be reduced, and the power generation efficiency of the fuel cell system 1 as a whole can be further improved.

(第11の実施形態)
次に、第11の実施形態について説明する。図11は、第11の実施形態を示す燃料電池モジュール2の模式図である。
(Eleventh embodiment)
Next, an eleventh embodiment will be described. FIG. 11 is a schematic diagram of the fuel cell module 2 according to the eleventh embodiment.

図11に示すように、第11の実施形態の燃料電池モジュール2は、第1の実施形態の燃料電池モジュール2に対して、邪魔板234が酸素含有ガス4の通流方向に大きく形成され、また、整流板が存在しない点が異なる。   As shown in FIG. 11, in the fuel cell module 2 of the eleventh embodiment, the baffle plate 234 is formed larger in the flow direction of the oxygen-containing gas 4 than the fuel cell module 2 of the first embodiment. Another difference is that there is no current plate.

第11の実施形態によれば、上流部23aの外形幅X1がセルスタック21の外形幅X2より小さいことで、上流部23aの外形幅X1がセルスタック21の外形幅X2以上の場合と比べて、酸素含有ガス4および水素含有ガス5の燃焼性を向上できる。   According to the eleventh embodiment, the outer width X1 of the upstream portion 23a is smaller than the outer width X2 of the cell stack 21, so that the outer width X1 of the upstream portion 23a is larger than the outer width X2 of the cell stack 21. The combustibility of the oxygen-containing gas 4 and the hydrogen-containing gas 5 can be improved.

(実験例)
次に、燃料電池モジュール2の実験例について説明する。図12は、燃料電池モジュールの実験例を示す図である。本実験例では、流体解析ソフト(STAR−CCM+)を用いて、第1〜第8、第10および第11の実施形態の燃料電池モジュール2を模擬した解析対象データ(試料1〜10)の3D流体解析を行った。試料番号と実施形態との対応関係は図12に示す通りである。本実験例では、ガス導入部材23に供給される酸素含有ガス4の温度を750Kに設定した。また、本実験例では、隔壁232の温度を1000Kに設定した。
(Experimental example)
Next, an experimental example of the fuel cell module 2 will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating an experimental example of the fuel cell module. In this experimental example, 3D of analysis target data (samples 1 to 10) simulating the fuel cell modules 2 of the first to eighth, tenth and eleventh embodiments using fluid analysis software (STAR-CCM +). Fluid analysis was performed. The correspondence between the sample number and the embodiment is as shown in FIG. In the present experimental example, the temperature of the oxygen-containing gas 4 supplied to the gas introduction member 23 was set to 750K. In this experimental example, the temperature of the partition 232 was set to 1000K.

このような温度条件の下で、試料1〜10に対して、ガス導入部材23の下流端すなわち出口における酸素含有ガス4の平均温度[K]と、ガス導入部材23における酸素含有ガス4の圧損[Pa]とをシミュレーションした。その結果を図12に示す。   Under such temperature conditions, the average temperature [K] of the oxygen-containing gas 4 at the downstream end of the gas introduction member 23, that is, the outlet, and the pressure loss of the oxygen-containing gas 4 in the gas introduction member 23 with respect to the samples 1 to 10. [Pa] was simulated. The result is shown in FIG.

図12に示すように、ガス導入部材23の圧損が小さい試料は、第1および第2の実施形態の燃料電池モジュール2を模擬した試料1および2であった。試料1および2においては、整流板が積層方向D1のみに延びる形状を有しているため、流路が蛇行せず、結果的に剥離現象による圧損が小さくなったと推測される。   As shown in FIG. 12, the samples with a small pressure loss of the gas introduction member 23 were Samples 1 and 2 simulating the fuel cell module 2 of the first and second embodiments. In Samples 1 and 2, since the current plate has a shape extending only in the stacking direction D1, the flow path does not meander, and it is assumed that the pressure loss due to the peeling phenomenon is reduced as a result.

また、図12に示すように、ガス導入部材23の出口における酸素含有ガス4の平均温度が高い試料は、第3〜第8および第10の実施形態に対応する試料3〜9であった。試料3〜9においては、整流板で蛇行する流路で酸素含有ガス4の予熱が促進され、結果的に出口における平均温度が高くなったと推測される。   Also, as shown in FIG. 12, samples having a high average temperature of the oxygen-containing gas 4 at the outlet of the gas introduction member 23 were Samples 3 to 9 corresponding to the third to eighth and tenth embodiments. In Samples 3 to 9, it is presumed that the preheating of the oxygen-containing gas 4 was promoted in the flow path meandering with the rectifying plate, and as a result, the average temperature at the outlet was increased.

また、酸素含有ガス4の平均温度が高い試料3〜9のうち、圧損が比較的小さい試料は試料3、6および9であった。試料3においては、第3の整流板239が存在しないことで、酸素含有ガス4が第3の整流板239で分岐せず、結果的に圧損が小さくなったと推測される。試料6においては、第2の整流板238が直線状であることで、第2の整流板238が屈曲している場合に比べて剥離現象が緩和され、結果的に圧損が小さくなったと推測される。試料9においては、中央の供給孔24の内径が大きいことで、圧損が小さくなったと推測される。   Of the samples 3 to 9 having a high average temperature of the oxygen-containing gas 4, the samples with relatively small pressure loss were the samples 3, 6 and 9. In the sample 3, it is presumed that since the third rectifying plate 239 does not exist, the oxygen-containing gas 4 does not branch at the third rectifying plate 239, and as a result, the pressure loss is reduced. In the sample 6, the second rectifying plate 238 is linear, so that the peeling phenomenon is alleviated compared to the case where the second rectifying plate 238 is bent, and as a result, the pressure loss is estimated to be small. The In the sample 9, it is presumed that the pressure loss is reduced due to the large inner diameter of the central supply hole 24.

なお、実験例では、隔壁232の温度を1000K一定にしているが、実際には、積層方向D1の中央部が高温で端部が低温であるといったセルスタック21の温度分布にともなって、セルスタック21の端部における隔壁232の温度は900K程度と推測される。すなわち、セルスタック21と同様に、隔壁232にも温度分布が存在する。ここで、第3の実施形態(図3参照)を模擬した試料3では、セルスタック21の端部近くに酸素含有ガス4が多く流れるので、隔壁232の温度分布により、ガス導入部材23の中央側を酸素含有ガス4が流れる場合よりも空気予熱効果は低いと推測される。実際には、第6の実施形態(図6参照)を模擬した試料6の方が、試料3よりも、ガス導入部材23の出口における酸素含有ガス4の平均温度が高いと推測される。   In the experimental example, the temperature of the partition wall 232 is kept constant at 1000 K. Actually, however, the cell stack 21 has a temperature distribution such that the central portion in the stacking direction D1 is high and the end is low. The temperature of the partition wall 232 at the end of 21 is estimated to be about 900K. That is, as with the cell stack 21, a temperature distribution also exists in the partition wall 232. Here, in the sample 3 simulating the third embodiment (see FIG. 3), a large amount of the oxygen-containing gas 4 flows near the end of the cell stack 21, so the center of the gas introduction member 23 is caused by the temperature distribution of the partition walls 232. It is estimated that the air preheating effect is lower than when the oxygen-containing gas 4 flows on the side. Actually, it is presumed that the sample 6 simulating the sixth embodiment (see FIG. 6) has a higher average temperature of the oxygen-containing gas 4 at the outlet of the gas introduction member 23 than the sample 3.

また、第5の実施形態(図5参照)を模擬した試料5と、第10の実施形態(図10参照)を模擬した試料9との比較においても、実際は、孔24が大きくセルスタック21の中央付近に酸素含有ガス4が多く流れる試料9の方が、試料5よりもガス導入部材23の出口における酸素含有ガス4の平均温度が高いと推測される。   Also, in comparison between the sample 5 simulating the fifth embodiment (see FIG. 5) and the sample 9 simulating the tenth embodiment (see FIG. 10), the hole 24 is actually large and the cell stack 21 It is estimated that the average temperature of the oxygen-containing gas 4 at the outlet of the gas introduction member 23 is higher in the sample 9 in which the oxygen-containing gas 4 flows more in the vicinity of the center than in the sample 5.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、反応ガスの燃焼性を向上できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
According to at least one embodiment described above, the flammability of the reaction gas can be improved.
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

2 燃料電池モジュール、21 セルスタック、22 燃焼室、23 ガス導入部材、231 流路、232 隔壁、23a 上流部 2 Fuel cell module, 21 cell stack, 22 combustion chamber, 23 gas introduction member, 231 flow path, 232 partition wall, 23a upstream part

Claims (7)

積層された複数の燃料電池セルを有し、前記燃料電池セルの積層方向に直交する方向に第1反応ガスと第2反応ガスとを通流させるセルスタックと、
前記セルスタックに対して前記第1および第2反応ガスの通流方向の下流側に配置され、前記セルスタックから排出された前記第1および第2反応ガスを燃焼させる燃焼室と、 前記積層方向と前記通流方向とに直交する方向において前記燃焼室および前記セルスタックに面するガス導入部材であって、順に前記燃焼室および前記セルスタックに沿って前記第1反応ガスを導入することで前記第1反応ガスを予熱し、予熱された前記第1反応ガスを下流端において前記セルスタックに供給する流路と、前記流路と前記燃焼室および前記セルスタックとを仕切る隔壁とを有するガス導入部材と、を備え、
前記燃焼室に面する前記ガス導入部材の上流部は、前記積層方向の外形幅が前記セルスタックよりも小さ
前記ガス導入部材は、
前記上流部の下流に配置され、前記第1反応ガスの流れを前記積層方向の中央に集中させる複数の邪魔板と、
前記複数の邪魔板の下流に配置され、前記中央に集中した前記第1反応ガスの流れを分散させる複数の整流板と、を備え、
前記複数の邪魔板は、前記中央に集中した第1反応ガスの流れに接する前記積層方向の内端部において下流側に屈曲し、
前記複数の整流板は、前記中央に集中した第1反応ガスの流れを受けるように前記内端部に面する位置において下流側に凹入し、前記第1反応ガスの流れを前記積層方向の外方および下流に向かわせる第1の整流板を含む、燃料電池モジュール。
A cell stack having a plurality of stacked fuel cells, and allowing the first reaction gas and the second reaction gas to flow in a direction perpendicular to the stacking direction of the fuel cells,
A combustion chamber disposed downstream of the cell stack in the flow direction of the first and second reaction gases and burning the first and second reaction gases discharged from the cell stack; and the stacking direction And a gas introduction member facing the combustion chamber and the cell stack in a direction orthogonal to the flow direction, and sequentially introducing the first reaction gas along the combustion chamber and the cell stack. Gas introduction having a flow path for preheating the first reaction gas and supplying the preheated first reaction gas to the cell stack at a downstream end, and a partition wall partitioning the flow path, the combustion chamber, and the cell stack A member, and
Upstream portion of said gas introduction member facing the combustion chamber, the outer shape width of the stacking direction is rather smaller than the cell stack,
The gas introduction member is
A plurality of baffle plates arranged downstream of the upstream portion and concentrating the flow of the first reactive gas at the center in the stacking direction;
A plurality of baffle plates arranged downstream of the plurality of baffle plates and dispersing the flow of the first reactive gas concentrated in the center,
The plurality of baffle plates are bent downstream at the inner end in the stacking direction in contact with the flow of the first reaction gas concentrated at the center,
The plurality of rectifying plates are recessed downstream at a position facing the inner end so as to receive the flow of the first reaction gas concentrated at the center, and the flow of the first reaction gas is flown in the stacking direction. A fuel cell module including a first current plate that faces outward and downstream .
前記複数の整流板は、前記第1の整流板に対する前記積層方向の外方に配置され、前記積層方向の内方および下流側に延びる第2の整流板を含む請求項に記載の燃料電池モジュール。 2. The fuel cell according to claim 1 , wherein the plurality of rectifying plates include a second rectifying plate that is disposed outward in the stacking direction with respect to the first rectifying plate and extends inward and downstream in the stacking direction. module. 前記複数の整流板は、下流側において前記第1の整流板と前記第2の整流板との間隙部に面する第3の整流板を含む請求項に記載の燃料電池モジュール。 3. The fuel cell module according to claim 2 , wherein the plurality of rectifying plates include a third rectifying plate facing a gap portion between the first rectifying plate and the second rectifying plate on the downstream side. 前記複数の邪魔板および前記複数の整流板の少なくとも1つは、角部に傾斜面または曲面を有する請求項のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。 The fuel cell module according to any one of claims 1 to 3 , wherein at least one of the plurality of baffle plates and the plurality of rectifying plates has an inclined surface or a curved surface at a corner. 前記ガス導入部材は、前記積層方向に間隔を空けて前記隔壁に設けられ、前記整流板の下流において前記セルスタックに前記第1の反応ガスを供給する複数の供給孔を備える請求項のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。 Said gas introduction member is provided in the partition wall at intervals in the stacking direction, claims 1 to 4, comprising a plurality of supply holes for supplying the first reaction gas to the cell stack downstream of the rectifier plate The fuel cell module according to any one of the above. 前記複数の供給孔のうち、前記積層方向の中央側の供給孔は、それ以外の供給孔よりも内径が大きい請求項に記載の燃料電池モジュール。 6. The fuel cell module according to claim 5 , wherein among the plurality of supply holes, a supply hole on a central side in the stacking direction has a larger inner diameter than other supply holes. 燃料電池モジュールと、前記燃料電池モジュールを作動させるための補機とを備え、
前記燃料電池モジュールは、
積層された複数の燃料電池セルを有し、前記燃料電池セルの積層方向に直交する方向に第1反応ガスと第2反応ガスとを通流させるセルスタックと、
前記セルスタックに対して前記第1および第2反応ガスの通流方向の下流側に配置され、前記セルスタックから排出された前記第1および第2反応ガスを燃焼させる燃焼室と、
前記積層方向と前記通流方向とに直交する方向において前記燃焼室および前記セルスタックに面するガス導入部材であって、順に前記燃焼室および前記セルスタックに沿って前記第1反応ガスを導入することで前記第1反応ガスを予熱し、予熱された前記第1反応ガスを下流端において前記セルスタックに供給する流路と、前記流路と前記燃焼室および前記セルスタックとを仕切る隔壁とを有するガス導入部材と、を備え、
前記燃焼室に面する前記ガス導入部材の上流部は、前記積層方向の外形幅が前記セルスタックよりも小さ
前記ガス導入部材は、
前記上流部の下流に配置され、前記第1反応ガスの流れを前記積層方向の中央に集中させる複数の邪魔板と、
前記複数の邪魔板の下流に配置され、前記中央に集中した前記第1反応ガスの流れを分散させる複数の整流板と、を備え、
前記複数の邪魔板は、前記中央に集中した第1反応ガスの流れに接する前記積層方向の内端部において下流側に屈曲し、
前記複数の整流板は、前記中央に集中した第1反応ガスの流れを受けるように前記内端部に面する位置において下流側に凹入し、前記第1反応ガスの流れを前記積層方向の外方および下流に向かわせる第1の整流板を含む、燃料電池システム。
A fuel cell module, and an auxiliary machine for operating the fuel cell module,
The fuel cell module is
A cell stack having a plurality of stacked fuel cells, and allowing the first reaction gas and the second reaction gas to flow in a direction perpendicular to the stacking direction of the fuel cells,
A combustion chamber disposed downstream of the cell stack in the flow direction of the first and second reaction gases, and combusting the first and second reaction gases discharged from the cell stack;
A gas introduction member facing the combustion chamber and the cell stack in a direction orthogonal to the stacking direction and the flow direction, and sequentially introduces the first reaction gas along the combustion chamber and the cell stack. A flow path for preheating the first reaction gas and supplying the preheated first reaction gas to the cell stack at a downstream end; and a partition wall partitioning the flow path, the combustion chamber, and the cell stack. A gas introduction member having,
Upstream portion of said gas introduction member facing the combustion chamber, the outer shape width of the stacking direction is rather smaller than the cell stack,
The gas introduction member is
A plurality of baffle plates arranged downstream of the upstream portion and concentrating the flow of the first reactive gas at the center in the stacking direction;
A plurality of baffle plates arranged downstream of the plurality of baffle plates and dispersing the flow of the first reactive gas concentrated in the center,
The plurality of baffle plates are bent downstream at the inner end in the stacking direction in contact with the flow of the first reaction gas concentrated at the center,
The plurality of rectifying plates are recessed downstream at a position facing the inner end so as to receive the flow of the first reaction gas concentrated at the center, and the flow of the first reaction gas is flown in the stacking direction. A fuel cell system including a first baffle plate directed outward and downstream .
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