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JP2011100640A - Fuel cell - Google Patents

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JP2011100640A
JP2011100640A JP2009254885A JP2009254885A JP2011100640A JP 2011100640 A JP2011100640 A JP 2011100640A JP 2009254885 A JP2009254885 A JP 2009254885A JP 2009254885 A JP2009254885 A JP 2009254885A JP 2011100640 A JP2011100640 A JP 2011100640A
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gas supply
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fuel
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直樹 渡邉
Yosuke Akagi
陽祐 赤木
Nobuo Isaka
暢夫 井坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell capable of reaching a reaction gas uniformly over a whole of a gas manifold and supplying the reaction gas uniformly to a whole of fuel battery cells. <P>SOLUTION: The fuel cell 1 is provided with a plurality of fuel battery cells 84 inside which reaction gas passages are formed, a gas manifold 66 for housing a reaction gas, a supporting plate 68 which is provided on an upper part of the gas manifold 66 and supports one end of the fuel battery cells 84 in a reaction gas passage direction and moreover in which through-holes 69 for supplying the reaction gas in the gas manifold 66 to each of the reaction gas passages are formed, and an inner gas supply piping 63 which is provided inside the gas manifold 66 and supplies the reaction gas jetted from the plurality of jetting holes 65 for jetting the reaction gas to the inside of the gas manifold 66. The inner gas supply piping 63 is provided with a thermal deformation prevention means of which the axis core is arranged along a fuel battery cell supporting face of the supporting plate 68 with a distance to a bottom face 67 and which prevents a thermal deformation of the inner gas supply piping 63. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、反応ガス(発電用ガス)により作動する複数の燃料電池セルを備えた燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell including a plurality of fuel cells operated by a reaction gas (power generation gas).

従来から、燃料電池の一種として、反応ガスにより作動する複数の燃料電池セルを備えた固体電解質形燃料電池(以下、「SOFC」ともいう)がある。このSOFCは、通常、発電室内に配設された複数の燃料電池セルを備え、当該発電室内に供給された酸化剤ガスとしての空気を当該燃料電池セルのカソード電極に供給し、当該燃料電池セルのアノード電極には、ガスマニホールドを介して供給される燃料ガスとしての水素ガスを供給することで、発電反応を起こすことができるように構成されている。   Conventionally, as a type of fuel cell, there is a solid oxide fuel cell (hereinafter also referred to as “SOFC”) provided with a plurality of fuel cells operated by a reaction gas. This SOFC usually includes a plurality of fuel cells arranged in a power generation chamber, supplies air as an oxidant gas supplied into the power generation chamber to the cathode electrode of the fuel cell, and the fuel cell. The anode electrode is configured so that a power generation reaction can be caused by supplying hydrogen gas as a fuel gas supplied through a gas manifold.

このようなSOFCとして、例えば、ガス分散室と、当該ガス分散室の上部に配設され且つ内部に複数の燃料電池セルが立設された発電室と、前記ガス分散室と発電室との間に配設され且つ当該ガス分散室に供給された燃料ガスを前記発電室に流通させる通気孔が形成された下部隔壁を備え、前記ガス分散室に供給された燃料ガスを、当該通気孔を介して前記燃料電池セルのアノード電極に供給するものが紹介されている。(例えば、特許文献1参照)。   Examples of such SOFCs include, for example, a gas dispersion chamber, a power generation chamber that is disposed above the gas dispersion chamber and has a plurality of fuel cells standing therein, and between the gas dispersion chamber and the power generation chamber. And a lower partition wall formed with a vent hole through which the fuel gas supplied to the gas dispersion chamber is circulated to the power generation chamber, and the fuel gas supplied to the gas dispersion chamber is passed through the vent hole What is supplied to the anode electrode of the fuel cell is introduced. (For example, refer to Patent Document 1).

ところで、SOFCでは、燃料電池セルに対する燃料枯れや発熱温度ムラが生じると、当該燃料電池セルの寿命の低下や、破損に繋がる虞があり、これらを解消するためには、複数の燃料電池セルの全てに対し反応ガス(発電用ガス)を均等に供給することが重要であることが知られている。また、SOFCでは、発電に要するエネルギーをできるだけ削減することが要求されており、この要求には、前記燃料電池セルに必要最低限の反応ガスを供給することで対処している。したがって、ガス分散室(ガスマニホールド)内の反応ガスの供給量を多くする、あるいは反応ガスの供給圧力を高くすることができず、ガス分散室(ガスマニホールド)内に反応ガスを均等に分散(拡散)させることがより困難となっている。   By the way, in SOFC, when fuel withering fuel cells or heat generation temperature unevenness occurs, there is a risk that the life of the fuel cells will be shortened or damaged, and in order to solve these problems, It is known that it is important to uniformly supply reaction gas (power generation gas) to all of them. The SOFC is required to reduce the energy required for power generation as much as possible, and this requirement is addressed by supplying the minimum necessary reaction gas to the fuel cell. Therefore, it is impossible to increase the supply amount of the reaction gas in the gas dispersion chamber (gas manifold) or increase the supply pressure of the reaction gas, and evenly distribute the reaction gas in the gas dispersion chamber (gas manifold) ( Diffusion) is becoming more difficult.

そこで、複数の燃料電池セルがガスマニホールド上に配設されてなり、当該ガスマニホールドに燃料ガスを供給するガス供給管を当該ガスマニホールドの天板(上面)に接続した構成を備え、前記ガス供給管から供給された燃料ガスを前記ガスマニホールドの内側底面に吹き付けることで、当該燃料ガスを前記ガスマニホールド内に分散させ、前記燃料電池セルのアノード電極に前記燃料ガスをほぼ均等に供給するようにした燃料電池も紹介されている。(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, a plurality of fuel cells are arranged on the gas manifold, and a gas supply pipe for supplying fuel gas to the gas manifold is connected to a top plate (upper surface) of the gas manifold, and the gas supply By blowing the fuel gas supplied from the pipe onto the inner bottom surface of the gas manifold, the fuel gas is dispersed in the gas manifold, and the fuel gas is supplied almost uniformly to the anode electrode of the fuel cell. The fuel cell is also introduced. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2006−66387号公報JP 2006-66387 A 特開2008−66127号公報JP 2008-66127 A

しかしながら、特許文献1に記載された燃料電池は、前記ガス分散室に対し、当該ガス分散室の底面の略中央部に連通された1つの燃料ガス供給管から燃料ガスを供給する構造を有しているため、当該燃料ガスは、前記燃料ガス供給管からの到達位置が遠くなる程、流速が遅くなり、当該ガス分散室の隅々まで十分に燃料ガスを到達させることが困難である。したがって、前記ガス分散室と発電室との間に配設された下部隔壁に形成されている通気孔のうち、前記ガス分散室の中央部付近に形成されている通気孔から供給される燃料ガスによって発電を行う燃料電池セルに対しては、十分な燃料ガスを供給することが可能であるが、前記ガス分散室の中央部から遠い位置に形成されている通気孔から供給される燃料ガスによって発電を行う燃料電池セルに対しては、十分な燃料ガスを供給することが困難である。このため、全ての燃料電池セルに対して燃料ガスを均等に供給することができなくなる虞がある。   However, the fuel cell described in Patent Document 1 has a structure in which fuel gas is supplied to the gas dispersion chamber from one fuel gas supply pipe communicated with a substantially central portion of the bottom surface of the gas dispersion chamber. Therefore, the fuel gas has a slower flow rate as the position of arrival from the fuel gas supply pipe becomes farther, and it is difficult to sufficiently reach the fuel gas to every corner of the gas dispersion chamber. Accordingly, the fuel gas supplied from the vent hole formed near the center of the gas dispersion chamber among the vent holes formed in the lower partition wall disposed between the gas dispersion chamber and the power generation chamber. It is possible to supply a sufficient amount of fuel gas to the fuel cells that generate power by the fuel gas supplied from the vent hole formed at a position far from the center of the gas dispersion chamber. It is difficult to supply a sufficient amount of fuel gas to the fuel cell that generates power. For this reason, there is a possibility that the fuel gas cannot be uniformly supplied to all the fuel cells.

また、特許文献2に記載された燃料電池は、前記ガス供給管が前記ガスマニホールドの天板の一端に接続されているため、当該燃料ガスは、当該ガスマニホールドの内側底面の燃料ガス吹き付け位置からの到達位置が遠くなる程、流速が遅くなり、当該ガスマニホールド全体にわたって燃料ガスを均等に到達させることが困難である。したがって、前記燃料ガス吹き付け位置から近い位置に配設されている燃料電池セルに対しては、十分な燃料ガスを供給することが可能であるが、前記燃料ガス吹き付け位置から遠い位置に配設されている燃料電池セルに対しては、十分な燃料ガスを供給することが困難である。このため、全ての燃料電池セルに対して燃料ガスを均等に供給することができなくなる虞がある。   Further, in the fuel cell described in Patent Document 2, since the gas supply pipe is connected to one end of the top plate of the gas manifold, the fuel gas flows from the fuel gas spraying position on the inner bottom surface of the gas manifold. The farther the reaching position is, the slower the flow velocity becomes, and it is difficult to make the fuel gas reach evenly throughout the gas manifold. Therefore, a sufficient amount of fuel gas can be supplied to the fuel cells arranged at a position close to the fuel gas spray position, but the fuel cell is disposed at a position far from the fuel gas spray position. It is difficult to supply sufficient fuel gas to the fuel cell. For this reason, there is a possibility that the fuel gas cannot be uniformly supplied to all the fuel cells.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ガスマニホールド全体にわたって反応ガスを均等に到達させることができ、全ての燃料電池セルに対し、前記反応ガスを均等に供給することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can make the reaction gas reach evenly throughout the gas manifold, and can evenly supply the reaction gas to all the fuel cells. An object of the present invention is to provide a simple fuel cell.

この目的を達成するため本発明は、内部に反応ガス流路が形成されてなる複数の燃料電池セルと、内部に前記反応ガスを収容するガスマニホールドと、前記ガスマニホールドの上部に水平に配設され、前記複数の燃料電池セルの前記反応ガス流路方向一端を支持する共に、当該ガスマニホールド内に収容された反応ガスを前記各々の反応ガス流路に供給する貫通孔が形成された支持板と、前記ガスマニホールドの内部に配設され、且つ前記反応ガスを噴出する複数の噴出孔が形成されてなり、当該各々の噴出孔から噴出される反応ガスを当該ガスマニホールドの内部に供給する内部ガス供給配管と、前記内部ガス供給配管の熱変形を防止する熱変形防止手段と、を備え、前記内部ガス供給配管は、その軸芯が前記支持板の燃料電池セル支持面に沿って配設されると共に、前記ガスマニホールドの前記支持板と対向する底面と間隔をおいて配置されてなる燃料電池を提供するものである。   In order to achieve this object, the present invention provides a plurality of fuel cells each having a reaction gas flow path formed therein, a gas manifold for containing the reaction gas therein, and a horizontal arrangement above the gas manifold. And a support plate that supports one end of the plurality of fuel cells in the direction of the reaction gas flow path and has a through hole for supplying the reaction gas accommodated in the gas manifold to each of the reaction gas flow paths. And a plurality of ejection holes that are disposed inside the gas manifold and eject the reaction gas, and supply the reaction gas ejected from the ejection holes into the gas manifold. A gas supply pipe; and a thermal deformation preventing means for preventing thermal deformation of the internal gas supply pipe, and the internal gas supply pipe has a fuel cell support surface whose axis is the support plate. While being disposed along, there is provided the supporting plate opposite to the fuel cell formed by spaced bottom and spacing of the gas manifold.

この構成を備えた燃料電池は、複数の噴出孔が形成された内部ガス供給配管を、ガスマニホールドの内部に配設し、当該内部ガス供給配管の軸芯が前記支持板の燃料電池セル支持面に沿うように配設したため、当該ガスマニホールドの内壁と、前記内部ガス供給配管との距離を短くすることができると共に、当該噴出孔を当該ガスマニホールド内の任意の位置に配設することができる。したがって、前記ガスマニホールド内の任意の位置に噴出孔を位置させることができるので、当該ガスマニホールド内に反応ガスを行き渡らせるために適切な位置に噴出孔を設けることができ、前記反応ガスを前記ガスマニホールド全体にわたって均等に分散させることができる。また、前記内部ガス供給配管は、前記ガスマニホールドの底面と間隔をおいて配置されているため、前記反応ガスは、当該内部ガス供給配管に邪魔されることなく、前記底面に沿って分散することができる。そしてまた、前記内部ガス供給配管を流通する反応ガスの熱が前記底面に奪われることを抑制することもできる。   In the fuel cell having this configuration, an internal gas supply pipe having a plurality of ejection holes is disposed inside the gas manifold, and the axis of the internal gas supply pipe is the fuel cell support surface of the support plate. Therefore, the distance between the inner wall of the gas manifold and the internal gas supply pipe can be shortened, and the ejection hole can be arranged at an arbitrary position in the gas manifold. . Therefore, since the ejection hole can be positioned at an arbitrary position in the gas manifold, the ejection hole can be provided at an appropriate position in order to spread the reaction gas in the gas manifold, and the reaction gas is supplied to the gas manifold. It can be evenly distributed throughout the gas manifold. In addition, since the internal gas supply pipe is spaced from the bottom surface of the gas manifold, the reaction gas is dispersed along the bottom surface without being obstructed by the internal gas supply pipe. Can do. And it can also suppress that the heat | fever of the reaction gas which distribute | circulates the said internal gas supply piping is taken by the said bottom face.

前記支持板は、前記マニホールドと一体的に形成されていてもよく、当該マニホールドとは別体に形成されていてもよい。   The support plate may be formed integrally with the manifold, or may be formed separately from the manifold.

ところで、燃料電池の発電時には、前記ガスマニホールド内が高温(例えば、500℃〜600℃程度)になることが知られており、前記内部ガス供給配管を介して、このガスマニホールドの内部に供給される反応ガスの温度も高温(例えば、500℃〜600℃程度)であり、したがって、当該内部ガス供給配管自身の温度も高温(例えば、500℃〜600℃程度)となる。ここで、本発明に係る燃料電池は、前記内部ガス供給配管の熱変形を防止する熱変形防止手段を有しているため、前記内部ガス供給配管が高温となっても、当該内部ガス供給配管が自重により熱変形することを防止することができる。したがって、前記反応ガスを前記ガスマニホールド全体にわたって、より確実に均等に分散させることができ、各々の燃料電池セルに反応ガスを均等に供給することが可能となる。   By the way, it is known that the inside of the gas manifold becomes high temperature (for example, about 500 ° C. to 600 ° C.) during power generation of the fuel cell, and is supplied to the inside of the gas manifold through the internal gas supply pipe. The temperature of the reaction gas is also high (for example, about 500 ° C. to 600 ° C.), and therefore the temperature of the internal gas supply pipe itself is also high (for example, about 500 ° C. to 600 ° C.). Here, since the fuel cell according to the present invention has a thermal deformation preventing means for preventing thermal deformation of the internal gas supply pipe, even if the internal gas supply pipe becomes hot, the internal gas supply pipe Can be prevented from being thermally deformed by its own weight. Accordingly, the reaction gas can be more evenly distributed throughout the gas manifold, and the reaction gas can be evenly supplied to the respective fuel cells.

また、本発明に係る燃料電池は、前記熱変形防止手段が、前記内部ガス供給配管に形成され、且つ当該内部ガス供給配管の熱変形方向に対する剛性を強化する剛性強化手段を有することができる。このように構成することで、前記内部ガス供給配管に、仮にその自重により下方に向けて熱変形しようとする力がかかっても、当該内部ガス供給配管の熱変形方向に対する剛性が高くなっているため、当該内部ガス供給配管が熱変形することを抑制することができる。   Further, in the fuel cell according to the present invention, the thermal deformation preventing means may include a rigidity reinforcing means that is formed in the internal gas supply pipe and that reinforces the rigidity of the internal gas supply pipe in the heat deformation direction. By configuring in this way, even if the internal gas supply pipe is subjected to a force to be thermally deformed downward by its own weight, the rigidity of the internal gas supply pipe in the heat deformation direction is high. Therefore, the internal gas supply pipe can be prevented from being thermally deformed.

そしてまた、前記剛性強化手段としては、前記内部ガス供給配管の軸芯方向に垂直な断面形状が、水平方向よりも上下方向に長い形状となる構造を挙げることができる。このように構成することで、前記内部ガス供給配管に、例えばリブ等の剛性強化手段を別途設けることなく、当該内部ガス供給配管の剛性を簡単に強化することができる。また、内部ガス供給配管の断面形状を特定するだけであるため、当該内部ガス供給配管の中空部分を無駄なく有効に反応ガス流路として活用することができる。したがって、前記ガスマニホールド内に反応ガスをより効率よく均一に噴出させることができる。   Further, as the rigidity enhancing means, there can be mentioned a structure in which a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the internal gas supply pipe is longer in the vertical direction than in the horizontal direction. By comprising in this way, the rigidity of the said internal gas supply piping can be easily strengthened, without providing rigidity reinforcement means, such as a rib, separately in the said internal gas supply piping. Further, since only the cross-sectional shape of the internal gas supply pipe is specified, the hollow portion of the internal gas supply pipe can be effectively used as a reaction gas flow path without waste. Accordingly, the reaction gas can be more efficiently and uniformly ejected into the gas manifold.

さらにまた、前記熱変形防止手段は、前記ガスマニホールドの壁面に固定され且つ前記内部ガス供給配管を支持する支持部材を有することができる。この構成を有する熱変形防止手段は、支持部材により、前記内部ガス供給配管の軸芯方向の任意の位置を直接支持することができるため、当該内部ガス供給配管の熱変形をさらに確実に防止することができる。   Furthermore, the thermal deformation preventing means can include a support member fixed to the wall surface of the gas manifold and supporting the internal gas supply pipe. The thermal deformation preventing means having this configuration can directly support any position in the axial direction of the internal gas supply pipe by the support member, and thus more reliably prevent thermal deformation of the internal gas supply pipe. be able to.

また、この構成の場合、前記支持部材は、前記内部ガス供給配管の熱膨張を許容するよう当該内部ガス供給配管を移動可能に支持することができる。即ち、前記内部ガス供給配管は、前記支持部材に固定されていないため、前記内部ガス供給配管が高温になり、熱膨張したとしても、前記支持部材から当該内部ガス供給配管に応力がかけられることが殆どない。したがって、前記内部ガス供給配管が熱変形することをさらに確実に防止することができる。   Moreover, in this structure, the said supporting member can support the said internal gas supply piping so that a thermal expansion of the said internal gas supply piping is permitted. That is, since the internal gas supply pipe is not fixed to the support member, even if the internal gas supply pipe becomes hot and thermally expands, stress is applied to the internal gas supply pipe from the support member. There is almost no. Therefore, it is possible to more reliably prevent the internal gas supply pipe from being thermally deformed.

そしてまた、本発明に係る燃料電池は、前記反応ガスが前記内部ガス供給配管の一端側から当該内部ガス供給配管の内部に供給されてなり、前記熱変形防止手段は、前記内部ガス供給配管の他端を前記ガスマニホールドの壁面に固定した構造を有することができる。このように構成することで、前記内部ガス供給配管の一端側は、前記反応ガスを当該内部ガス供給配管に供給するための反応ガス供給管に接続され、他端側は、前記ガスマニホールドの壁面に固定されるため、当該内部ガス供給配管の他端側が熱変形によって下方に向けて傾くことを抑制することができる。したがって、前記内部ガス供給配管が熱変形することをさらに確実に防止することができる。   In the fuel cell according to the present invention, the reaction gas is supplied from one end side of the internal gas supply pipe into the internal gas supply pipe, and the thermal deformation prevention means includes the internal gas supply pipe. The other end may be fixed to the wall surface of the gas manifold. With this configuration, one end side of the internal gas supply pipe is connected to a reaction gas supply pipe for supplying the reaction gas to the internal gas supply pipe, and the other end side is a wall surface of the gas manifold. Therefore, the other end side of the internal gas supply pipe can be prevented from being inclined downward due to thermal deformation. Therefore, it is possible to more reliably prevent the internal gas supply pipe from being thermally deformed.

本発明によれば、ガスマニホールド全体にわたって反応ガスを均等に到達させることができ、全ての燃料電池セルに対し、前記反応ガスを均等に供給することが可能であり、発電を効率よく行うことができ、寿命が長く、信頼性の高い燃料電池を提供することができる。   According to the present invention, the reaction gas can be made to reach evenly throughout the gas manifold, and the reaction gas can be evenly supplied to all the fuel cells, so that power generation can be performed efficiently. In addition, it is possible to provide a fuel cell with a long lifetime and high reliability.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池を含む燃料電池システムを示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a fuel cell system including a fuel cell according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す燃料電池の燃料電池モジュールを示す正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view showing the fuel cell module of the fuel cell shown in FIG. 図3は、図2に示すIII−III線に沿った断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 図4は、図2に示す燃料電池の構成要素である燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。4 is a partial cross-sectional view showing a fuel cell unit which is a component of the fuel cell shown in FIG. 図5は、図4に示す複数の燃料電池セルユニットから構成された燃料電池セルスタックを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a fuel cell stack composed of a plurality of fuel cell units shown in FIG. 図6は、図2に示す燃料電池の構成要素であるガスマニホールドを示す斜視図である。6 is a perspective view showing a gas manifold which is a component of the fuel cell shown in FIG. 図7は、図2に示す燃料電池モジュールの構成要素である内部ガス供給配管付近を模式的に示す図である。FIG. 7 is a diagram schematically showing the vicinity of an internal gas supply pipe which is a component of the fuel cell module shown in FIG. 図8は、本発明の他の実施形態に係る燃料電池モジュールの構成要素である内部ガス供給配管の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of an internal gas supply pipe that is a component of a fuel cell module according to another embodiment of the present invention. 図9は、図8に示す内部ガス供給配管をガスマニホールドに配設した状態を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing a state in which the internal gas supply pipe shown in FIG. 8 is arranged in the gas manifold. 図10は、本発明の他の実施形態に係る燃料電池モジュールの構成要素である内部ガス供給配管の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an internal gas supply pipe that is a component of a fuel cell module according to another embodiment of the present invention. 図11は、本発明の他の実施形態に係る燃料電池モジュールの構成要素である内部ガス供給配管付近を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically showing the vicinity of an internal gas supply pipe that is a component of a fuel cell module according to another embodiment of the present invention. 図12は、図11に示すXII−XIIに沿った断面図である。12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII shown in FIG.

次に、本発明の実施形態に係る燃料電池について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。   Next, a fuel cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is the illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to these embodiment. Therefore, the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池を含む燃料電池システムを示す全体構成図、図2は、図1に示す燃料電池の燃料電池モジュールを示す正面断面図、図3は、図2に示すIII−III線に沿った断面図、図4は、図2に示す燃料電池の構成要素である燃料電池セルユニットを示す部分断面図、図5は、図4に示す複数の燃料電池セルユニットから構成された燃料電池セルスタックを示す斜視図、図6は、図2に示す燃料電池の構成要素であるガスマニホールドを示す斜視図、図7は、図2に示す燃料電池モジュールの構成要素である内部ガス供給配管付近を模式的に示す図である。なお、前記各図では、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載した。   1 is an overall configuration diagram showing a fuel cell system including a fuel cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front sectional view showing a fuel cell module of the fuel cell shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a fuel cell unit which is a component of the fuel cell shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a plurality of fuel cells shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a gas manifold which is a component of the fuel cell shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a component of the fuel cell module shown in FIG. It is a figure which shows typically internal gas supply piping vicinity which is. In the drawings, for easy understanding, the thickness, size, enlargement / reduction ratio, etc. of each member are not matched with the actual ones.

図1に示す燃料電池システムFCSは、燃料電池1と、補助ユニット4とを備えて構成されている。   The fuel cell system FCS shown in FIG. 1 includes a fuel cell 1 and an auxiliary unit 4.

燃料電池1は、燃料電池モジュール2と、燃料電池モジュール2に接続され且つ燃料電池モジュール2から排出された排気ガスが供給される温水製造装置50と、温水製造装置50に接続され且つ温水製造装置50に水道水を供給する水供給源24と、燃料電池モジュール2に配設され、燃料電池モジュール2に供給される燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス52と、燃料電池モジュール2に接続され且つ燃料電池モジュール2により発電された電力を外部に供給するための電力取出部(電力変換部)であるインバータ54とを備えている。なお、温水製造装置50では、水供給源24から供給された水道水が排気ガスの熱により温水となり、図示しない外部の給湯器の貯湯タンクへ供給されるようになっている。   The fuel cell 1 includes a fuel cell module 2, a hot water production apparatus 50 connected to the fuel cell module 2 and supplied with exhaust gas discharged from the fuel cell module 2, and a hot water production apparatus connected to the hot water production apparatus 50. A water supply source 24 for supplying tap water to 50, a control box 52 disposed in the fuel cell module 2 for controlling the supply amount of fuel gas supplied to the fuel cell module 2, and the fuel cell module 2 And an inverter 54 that is a power extraction unit (power conversion unit) for supplying the power generated by the fuel cell module 2 to the outside. In the hot water production apparatus 50, the tap water supplied from the water supply source 24 becomes hot water due to the heat of the exhaust gas, and is supplied to a hot water storage tank of an external water heater (not shown).

補助ユニット4は、水道等の水供給源24からの水を貯水してフィルターにより純水とする純水タンク26と、この純水タンク26から供給される水の流量を調整する水流量調整ユニット28と、都市ガス等の燃料ガス(被改質ガス)を供給する燃料供給源30と、燃料供給源30から供給された燃料ガスを遮断するガス遮断弁32と、前記燃料ガスから硫黄を除去するための脱硫器36と、前記燃料ガスの流量を調整する燃料流量調整ユニット38と、酸化剤である空気を供給する空気供給源40と、空気供給源40から供給される空気を遮断する電磁弁42と、前記空気の流量を調整する改質用空気流量調整ユニット44及び発電用空気流量調整ユニット45と、燃料流量調整ユニット38から供給された燃料ガスと改質用空気流量調整ユニット44から供給された改質用空気とを混合する混合部46とを備えている。   The auxiliary unit 4 includes a pure water tank 26 that stores water from a water supply source 24 such as tap water and uses a filter as pure water, and a water flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of water supplied from the pure water tank 26. 28, a fuel supply source 30 for supplying a fuel gas (reformed gas) such as city gas, a gas shut-off valve 32 for shutting off the fuel gas supplied from the fuel supply source 30, and removing sulfur from the fuel gas A desulfurizer 36, a fuel flow rate adjustment unit 38 that adjusts the flow rate of the fuel gas, an air supply source 40 that supplies air as an oxidant, and an electromagnetic that blocks air supplied from the air supply source 40. The valve 42, the reforming air flow rate adjusting unit 44 and the power generation air flow rate adjusting unit 45 for adjusting the flow rate of the air, and the fuel gas supplied from the fuel flow rate adjusting unit 38 and the reforming air flow rate adjustment And a mixing unit 46 for mixing the air supplied reforming the knit 44.

なお、本実施形態に係る燃料電池システムでは、改質器20に供給される改質用空気や発電室10に供給される発電用空気を加熱して起動時の昇温を効率よく行うためのヒータ等の加熱手段や、改質器20を別途加熱する加熱手段は設けられていない。   In the fuel cell system according to the present embodiment, the reforming air supplied to the reformer 20 and the power generation air supplied to the power generation chamber 10 are heated to efficiently raise the temperature at startup. No heating means such as a heater or heating means for separately heating the reformer 20 is provided.

次に、燃料電池モジュール2の内部構造について説明する。燃料電池モジュール2は、図1〜図3に示すように、ハウジング6を備え、このハウジング6の内部は、密封空間8となっている。この密封空間8の下方部分である発電室10には、燃料ガス(改質ガス)と酸化ガス(空気)とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体12が配置されている。また、密封空間8の発電室10の上方には、燃焼室18が形成され、この燃焼室18では、発電反応に使用されなかった残余の燃料ガスと残余の空気とが燃焼し、排気ガスを生成するようになっている。この燃焼室18の上方には、燃料ガス(被改質ガス)を改質する改質器20が配置され、前記残余ガスの燃焼熱によって改質器20を改質反応が可能な温度となるように加熱している。さらに、この改質器20の上方には、燃焼熱を受けて空気を加熱するための空気用熱交換器22が配置されている。また、密封空間8の発電室10の下方には、ガスマニホールド66が形成されている。   Next, the internal structure of the fuel cell module 2 will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the fuel cell module 2 includes a housing 6, and the inside of the housing 6 is a sealed space 8. A fuel cell assembly 12 that performs a power generation reaction with a fuel gas (reformed gas) and an oxidizing gas (air) is disposed in a power generation chamber 10 that is a lower portion of the sealed space 8. In addition, a combustion chamber 18 is formed above the power generation chamber 10 in the sealed space 8. In this combustion chamber 18, the remaining fuel gas that has not been used for the power generation reaction and the remaining air burn, and exhaust gas is discharged. It is designed to generate. A reformer 20 for reforming the fuel gas (reformed gas) is disposed above the combustion chamber 18, and reaches a temperature at which the reformer 20 can undergo a reforming reaction by the combustion heat of the residual gas. So that it is heated. Further, an air heat exchanger 22 for receiving combustion heat and heating air is disposed above the reformer 20. A gas manifold 66 is formed below the power generation chamber 10 in the sealed space 8.

燃料電池セル集合体12は、10個の燃料電池セルスタック14を備えている。この燃料電池セルスタック14は、図5に示すように、16本の燃料電池セルユニット16を備えており、この構成により、燃料電池セル集合体12は、160本の燃料電池セルユニット16を有することになる。また、燃料電池セルユニット16の下端側及び上端側は、セラミック製の支持板68及び100により各々支持されている。これらの支持板68及び100には、後述する内側電極端子86が貫通可能な貫通孔68a及び100aが各々形成されている。   The fuel cell assembly 12 includes ten fuel cell stacks 14. As shown in FIG. 5, the fuel cell stack 14 includes 16 fuel cell units 16. With this configuration, the fuel cell assembly 12 includes 160 fuel cell units 16. It will be. Further, the lower end side and the upper end side of the fuel cell unit 16 are supported by ceramic support plates 68 and 100, respectively. The support plates 68 and 100 are formed with through holes 68a and 100a through which inner electrode terminals 86 described later can pass.

燃料電池セルユニット16は、燃料電池セル84と、この燃料電池セル84の上下方向端部に各々接続された内側電極端子86とを備えている。燃料電池セル84は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路88を形成する円筒形の内側電極層90と、円筒形の外側電極層92と、内側電極層90と外側電極層92との間にある電解質層94とを備えている。内側電極層90は、燃料ガスが通過する燃料極(アノード極)であり、外側電極層92は、空気と接触する空気極(カソード極)となっている。内側電極端子86の上部90aは、電解質層94と外側電極層92に対して露出された外周面90bと上端面90cとを有している。この内側電極端子86は、導電性のシール材96を介して外周面90bと接続され、上端面90cとは直接接触することにより、内側電極層90と電気的に接続されている。また、内側電極端子86の中心部には、内側電極層90の燃料ガス流路88と連通する燃料ガス流路98が形成されている。   The fuel cell unit 16 includes a fuel cell 84 and inner electrode terminals 86 respectively connected to the ends of the fuel cell 84 in the vertical direction. The fuel cell 84 is a tubular structure extending in the vertical direction, and includes a cylindrical inner electrode layer 90 that forms a fuel gas flow path 88 therein, a cylindrical outer electrode layer 92, an inner electrode layer 90, and an outer side. An electrolyte layer 94 is provided between the electrode layer 92 and the electrode layer 92. The inner electrode layer 90 is a fuel electrode (anode electrode) through which fuel gas passes, and the outer electrode layer 92 is an air electrode (cathode electrode) in contact with air. The upper part 90 a of the inner electrode terminal 86 has an outer peripheral surface 90 b and an upper end surface 90 c exposed to the electrolyte layer 94 and the outer electrode layer 92. The inner electrode terminal 86 is connected to the outer peripheral surface 90b through a conductive sealing material 96, and is electrically connected to the inner electrode layer 90 by making direct contact with the upper end surface 90c. In addition, a fuel gas passage 98 communicating with the fuel gas passage 88 of the inner electrode layer 90 is formed at the center of the inner electrode terminal 86.

また、各々の燃料電池セルユニット16には、集電体102及び外部端子104が取り付けられている。この集電体102は、内側電極端子86と電気的に接続される燃料極用接続部102aと、外側電極層92の外周面全体と電気的に接続される空気極用接続部102bとにより一体的に形成されている。外部端子104は、隣接する燃料電池セルスタック14の端にある燃料電池セルユニット16の外部端子104(図示せず)に接続され、160本の燃料電池セルユニット16の全てが直列接続されるようになっている。   In addition, a current collector 102 and an external terminal 104 are attached to each fuel cell unit 16. The current collector 102 is integrally formed by a fuel electrode connection portion 102 a electrically connected to the inner electrode terminal 86 and an air electrode connection portion 102 b electrically connected to the entire outer peripheral surface of the outer electrode layer 92. Is formed. The external terminal 104 is connected to the external terminal 104 (not shown) of the fuel cell unit 16 at the end of the adjacent fuel cell stack 14 so that all 160 fuel cell units 16 are connected in series. It has become.

改質器20には、その上流端側に純水を導入するための純水導入管60と、改質される燃料ガスと改質用空気を導入するための被改質ガス導入管62が取り付けられている。改質器20の内部には、上流側から順に、蒸発部20a、改質部20bが形成されており、改質部20bには、改質触媒が充填されている。この改質器20に導入された水蒸気(純水)が混合された燃料ガス及び空気は、改質器20内に充填された改質触媒により改質される。改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したものや、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したものが適宜用いられる。また、この改質器20の下流端側には、下方に延びる燃料ガス供給管64が接続されている。   The reformer 20 has a pure water introduction pipe 60 for introducing pure water to the upstream end side thereof, and a to-be-reformed gas introduction pipe 62 for introducing reformed fuel gas and reforming air. It is attached. Inside the reformer 20, an evaporator 20a and a reformer 20b are formed in order from the upstream side, and the reformer 20b is filled with a reforming catalyst. The fuel gas and air mixed with the steam (pure water) introduced into the reformer 20 are reformed by the reforming catalyst filled in the reformer 20. As the reforming catalyst, a catalyst obtained by imparting nickel to the alumina sphere surface or a catalyst obtained by imparting ruthenium to the alumina sphere surface is appropriately used. A fuel gas supply pipe 64 extending downward is connected to the downstream end side of the reformer 20.

空気用熱交換器22は、上流側に空気集約室70、下流側に2つの空気分配室72を備え、これらの空気集約室70と空気分配室72は、6個の空気流路管74により接続されている。ここで、図3に示すように、3個の空気流路管74が一組(74a、74b、74c、74d、74e、74f)となっており、空気集約室70内の空気が各組の空気流路管74からそれぞれの空気分配室72へ流入する。この空気用熱交換器22の6個の空気流路管74内を流れる空気は、燃焼室18で燃焼して上昇する排気ガスにより予熱される。空気分配室72の各々には、空気導入管76が接続され、この空気導入管76は、下方に延び、その下端側が、発電室10の下方空間に連通し、発電室10に余熱された空気を導入する。   The air heat exchanger 22 includes an air aggregation chamber 70 on the upstream side and two air distribution chambers 72 on the downstream side. The air aggregation chamber 70 and the air distribution chamber 72 are separated by six air flow channel tubes 74. It is connected. Here, as shown in FIG. 3, three air flow path pipes 74 form a set (74a, 74b, 74c, 74d, 74e, 74f), and the air in the air collecting chamber 70 is in each set. It flows into each air distribution chamber 72 from the air flow path pipe 74. The air flowing through the six air flow path tubes 74 of the air heat exchanger 22 is preheated by the exhaust gas that burns and rises in the combustion chamber 18. An air introduction pipe 76 is connected to each of the air distribution chambers 72. The air introduction pipe 76 extends downward, and the lower end side communicates with the lower space of the power generation chamber 10, and the air that has been preheated in the power generation chamber 10. Is introduced.

ガスマニホールド66は、特に図6に示すように、底面67が長方形状を呈する略直方体形状を有しており、このガスマニホールド66の上部には、燃料電池セルスタック14を支持するための板状の支持板68が配設されている。この支持板68には、ガスマニホールド66に収容された燃料ガスを各々の燃料電池セル84の燃料ガス流路88に供給するための貫通孔69が形成されている。なお、支持板68は、底面67に対向して配設されており、これにより底面67は、支持板68に対向配置された対向壁となっている。   As shown in FIG. 6 in particular, the gas manifold 66 has a substantially rectangular parallelepiped shape with a bottom surface 67 having a rectangular shape, and a plate shape for supporting the fuel cell stack 14 is formed on the gas manifold 66. The support plate 68 is disposed. The support plate 68 is formed with a through hole 69 for supplying the fuel gas accommodated in the gas manifold 66 to the fuel gas flow path 88 of each fuel cell 84. The support plate 68 is disposed so as to face the bottom surface 67, whereby the bottom surface 67 serves as a facing wall disposed so as to face the support plate 68.

また、ガスマニホールド66の内部には、ガスマニホールド66内に燃料ガスを供給するための内部ガス供給配管63が、底面67及び支持板68の各々と所定の間隔をおいて配設されている。この内部ガス供給配管63は、軸芯方向に垂直な断面外形が円形である中空円筒形を有し、支持板68の燃料電池セル載置面に沿って水平に、且つガスマニホールド66の底面67の長辺方向に延びている。また、内部ガス供給配管63の一端63Aは、図2に示すように、改質器20の下流端側に接続された燃料ガス供給管64に連通し且つ固定されており、内部ガス供給配管63には、改質器20から燃料ガス供給管64を介して燃料ガスが供給されるようになっている。一方、内部ガス供給配管63の他端63Bは、図2、図6及び図7に示すように、ガスマニホールド66の内壁(図2及び図7でいう右側の内壁)に固定されている。   Further, an internal gas supply pipe 63 for supplying fuel gas into the gas manifold 66 is disposed inside the gas manifold 66 with a predetermined distance from each of the bottom surface 67 and the support plate 68. The internal gas supply pipe 63 has a hollow cylindrical shape with a circular cross-sectional shape perpendicular to the axial direction, is horizontal along the fuel cell mounting surface of the support plate 68, and the bottom surface 67 of the gas manifold 66. It extends in the long side direction. As shown in FIG. 2, one end 63 </ b> A of the internal gas supply pipe 63 communicates with and is fixed to a fuel gas supply pipe 64 connected to the downstream end side of the reformer 20. The fuel gas is supplied from the reformer 20 through the fuel gas supply pipe 64. On the other hand, the other end 63B of the internal gas supply pipe 63 is fixed to the inner wall of the gas manifold 66 (the right inner wall in FIGS. 2 and 7), as shown in FIGS.

このように、内部ガス供給配管63の一端63Aを燃料ガス供給管64に固定し、他端63Bをガスマニホールド66の内壁に固定したため、内部ガス供給配管63の一端63A及び他端63Bが、熱変形によって下方に向けて傾くことを阻止することができ、内部ガス供給配管63が熱変形することを確実に防止することができる。なお、本実施形態では、内部ガス供給配管63の両端を固定したことによって、内部ガス供給配管63が熱変形することを防止しており、この構成が熱変形防止手段となっている。   Thus, since one end 63A of the internal gas supply pipe 63 is fixed to the fuel gas supply pipe 64 and the other end 63B is fixed to the inner wall of the gas manifold 66, the one end 63A and the other end 63B of the internal gas supply pipe 63 are heated. It is possible to prevent tilting downward due to the deformation, and it is possible to reliably prevent the internal gas supply pipe 63 from being thermally deformed. In the present embodiment, by fixing both ends of the internal gas supply pipe 63, the internal gas supply pipe 63 is prevented from being thermally deformed, and this configuration serves as a thermal deformation prevention means.

さらにまた、内部ガス供給配管63には、内部ガス供給配管63内に供給された燃料ガス(改質された燃料ガス)を底面67に向けて垂直に噴出するための複数の噴出孔65が形成されている。これらの噴出孔65は、図2、図3及び図7に示すように、内部ガス供給配管63の下面に、互いに間隔をおいて内部ガス供給配管63の軸芯方向に沿って一直線上に形成されている。   Furthermore, the internal gas supply pipe 63 is formed with a plurality of injection holes 65 for vertically discharging the fuel gas (reformed fuel gas) supplied into the internal gas supply pipe 63 toward the bottom surface 67. Has been. As shown in FIGS. 2, 3, and 7, these ejection holes 65 are formed in a straight line on the lower surface of the internal gas supply pipe 63 at intervals from each other along the axial direction of the internal gas supply pipe 63. Has been.

なお、このガスマニホールド66の下方には、排気ガス室78が形成されており、ハウジング6の長手方向に沿った面である前面6aと後面6bの内側には、上下方向に延びる排気ガス通路80(図3参照)が形成されている。この排気ガス通路80の上端側は、空気用熱交換器22が配置された空間と連通し、下端側は、排気ガス室78と連通している。また、排気ガス室78の下面のほぼ中央には、排気ガス排出管82が接続され、この排気ガス排出管82の下流端は、温水製造装置50に接続されている。そしてまた、燃焼室18には、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置83が設けられている。   An exhaust gas chamber 78 is formed below the gas manifold 66, and an exhaust gas passage 80 extending in the vertical direction is formed inside the front surface 6a and the rear surface 6b, which are surfaces along the longitudinal direction of the housing 6. (See FIG. 3). The upper end side of the exhaust gas passage 80 communicates with the space in which the air heat exchanger 22 is disposed, and the lower end side communicates with the exhaust gas chamber 78. Further, an exhaust gas discharge pipe 82 is connected to substantially the center of the lower surface of the exhaust gas chamber 78, and the downstream end of the exhaust gas discharge pipe 82 is connected to the hot water production apparatus 50. Further, the combustion chamber 18 is provided with an ignition device 83 for starting combustion of fuel gas and air.

本実施形態における燃料電池システムFCSの起動モードにおいては、燃焼運転と、部分酸化改質反応(POX)と、第1オートサーマル改質反応(ATR1)と、第2オートサーマル改質反応(ATR2)と、水蒸気改質反応(SR)とを順次切り替えながら改質反応を進行している。   In the start-up mode of the fuel cell system FCS in the present embodiment, combustion operation, partial oxidation reforming reaction (POX), first autothermal reforming reaction (ATR1), and second autothermal reforming reaction (ATR2) And the steam reforming reaction (SR) are sequentially switched and the reforming reaction proceeds.

部分酸化改質反応(POX)は、改質器20に被改質ガスと空気とを供給して行う改質反応であって、化学反応式(1)に示す反応が進行する。
mn+xO2 → aCO2+bCO+cH2 (1)
この部分酸化改質反応(POX)は発熱反応であるので起動性が高く、燃料電池システムFCSの起動当初において好適な改質反応である。但し、部分酸化改質反応(POX)は、水素収率が理論上少なく、発熱反応を制御するのも難しいことから、燃料電池モジュール2へ熱供給が必要な起動当初においてのみ利用されるのが好ましい改質反応である。
The partial oxidation reforming reaction (POX) is a reforming reaction performed by supplying a reformed gas and air to the reformer 20, and the reaction shown in the chemical reaction formula (1) proceeds.
C m H n + xO 2 → aCO 2 + bCO + cH 2 (1)
Since this partial oxidation reforming reaction (POX) is an exothermic reaction, its startability is high, and is a suitable reforming reaction at the beginning of starting the fuel cell system FCS. However, the partial oxidation reforming reaction (POX) is theoretically low in hydrogen yield and difficult to control the exothermic reaction. This is a preferred reforming reaction.

水蒸気改質反応(SR)は、改質器20に被改質ガスと水蒸気とを供給して行う改質反応であって、化学反応式(2)に示す反応が進行する。
mn+xH2O → aCO2+bCO+cH2 (2)
水蒸気改質反応(SR)は、水素収率が最も高く、高効率な反応である。ただし、水蒸気改質反応(SR)は、吸熱反応であるので熱源が必要であり、燃料電池システムFCSの起動当初よりはある程度温度が上昇した段階において好適な改質反応である。
The steam reforming reaction (SR) is a reforming reaction performed by supplying the reformed gas and steam to the reformer 20, and the reaction shown in the chemical reaction formula (2) proceeds.
C m H n + xH 2 O → aCO 2 + bCO + cH 2 (2)
The steam reforming reaction (SR) has the highest hydrogen yield and is a highly efficient reaction. However, since the steam reforming reaction (SR) is an endothermic reaction, it requires a heat source, and is a suitable reforming reaction at a stage where the temperature has risen to some extent from the beginning of the start of the fuel cell system FCS.

第1オートサーマル改質反応(ATR1)と第2オートサーマル改質反応(ATR2)とからなるオートサーマル改質反応(ATR)は、部分酸化改質反応(POX)と水蒸気改質反応(SR)とが併用された改質反応であって、改質器20に被改質ガスと空気と水蒸気とを供給して行われる改質反応であり、化学反応式(3)に示す反応が進行する。
mn+xO2+yH2O → aCO2+bCO+cH2 (3)
オートサーマル改質反応(ATR)は、水素収率が部分酸化改質反応(POX)と水蒸気改質反応(SR)との併用であり、反応熱のバランスが取り易く、部分酸化改質反応(POX)と水蒸気改質反応(SR)とを繋ぐ反応として好適な改質反応である。なお、本実施形態では、水を少なく供給して部分酸化改質反応(POX)により近い第1オートサーマル改質反応(ATR1)を先に行い、温度が上昇した後に水を増やすように供給して水蒸気改質反応(SR)により近い第2オートサーマル改質反応(ATR2)を後に行っている。
The autothermal reforming reaction (ATR) comprising the first autothermal reforming reaction (ATR1) and the second autothermal reforming reaction (ATR2) is a partial oxidation reforming reaction (POX) and a steam reforming reaction (SR). Is a reforming reaction that is performed by supplying the reformed gas, air, and water vapor to the reformer 20, and the reaction shown in the chemical reaction formula (3) proceeds. .
C m H n + xO 2 + yH 2 O → aCO 2 + bCO + cH 2 (3)
Autothermal reforming reaction (ATR) is a combined use of partial oxidation reforming reaction (POX) and steam reforming reaction (SR) in hydrogen yield, and it is easy to balance reaction heat. POX) is a reforming reaction suitable as a reaction that connects the steam reforming reaction (SR). In the present embodiment, the first autothermal reforming reaction (ATR1) closer to the partial oxidation reforming reaction (POX) is performed by supplying a small amount of water, and the water is supplied to increase after the temperature rises. Then, the second autothermal reforming reaction (ATR2) closer to the steam reforming reaction (SR) is performed later.

次に、燃料電池システムFCSの起動モードについて説明する。先ず、改質用空気を増やすように発電用空気流量調整ユニット45、電磁弁42及び混合部46を制御し、改質器20に空気を供給する。また、発電室10には、前述したように、空気導入管76から発電用の空気が供給される。そしてまた、燃料ガスの供給を増やすように燃料流量調整ユニット38、及び混合部46を制御し、改質器20に被改質ガスを供給し、改質器20へ送り込まれた被改質ガス及び改質用空気は、改質器20、燃料ガス供給管64、内部ガス供給配管63、ガスマニホールド66を介して、各々の貫通孔69から各燃料電池セルユニット16内に送り込まれる。各燃料電池セルユニット16内に送り込まれた被改質ガス及び改質用空気は、各燃料電池セルユニット16の下端に形成されている燃料ガス流路98から燃料ガス流路88を通過し、上端に形成されている燃料ガス流路98から夫々流出する。その後、点火装置83によって、燃料ガス流路98上端から流出した被改質ガスに着火して燃焼運転を実行する。これにより、燃焼室18内で被改質ガスが燃焼され、上述した部分酸化改質反応(POX)が発生する。   Next, the startup mode of the fuel cell system FCS will be described. First, the power generation air flow rate adjusting unit 45, the electromagnetic valve 42 and the mixing unit 46 are controlled so as to increase the reforming air, and air is supplied to the reformer 20. Further, as described above, power generation air is supplied to the power generation chamber 10 from the air introduction pipe 76. Further, the fuel flow rate adjusting unit 38 and the mixing unit 46 are controlled so as to increase the supply of the fuel gas, the reformed gas is supplied to the reformer 20, and the reformed gas sent to the reformer 20 is supplied. The reforming air is sent into each fuel cell unit 16 from each through hole 69 via the reformer 20, the fuel gas supply pipe 64, the internal gas supply pipe 63, and the gas manifold 66. The reformed gas and reforming air sent into each fuel cell unit 16 pass through the fuel gas channel 88 from the fuel gas channel 98 formed at the lower end of each fuel cell unit 16, The fuel gas flows out from the fuel gas passage 98 formed at the upper end. Thereafter, the gas to be reformed that has flowed out from the upper end of the fuel gas flow path 98 is ignited by the ignition device 83 to perform the combustion operation. As a result, the gas to be reformed is combusted in the combustion chamber 18, and the partial oxidation reforming reaction (POX) described above is generated.

その後、改質器20の温度が約600℃以上になり、且つ燃料電池セル集合体12の温度が約250℃を超えたことを条件として、前述した第1オートサーマル改質反応(ATR1)へと移行させ、燃料電池セル集合体12の温度が約400℃を超えたことを条件として、第2オートサーマル改質反応(ATR2)へと移行させる。この時、水流量調整ユニット28、燃料流量調整ユニット38及び改質用空気流量調整ユニット44により、被改質ガスと改質用空気と水蒸気とを予め混合したガスを改質器20に供給する。次いで、改質器20の温度が650℃以上となり、且つ燃料電池セル集合体12の温度が約600℃を超えたことを条件として、水蒸気改質反応(SR)へと移行させる。   Thereafter, on the condition that the temperature of the reformer 20 is about 600 ° C. or higher and the temperature of the fuel cell assembly 12 exceeds about 250 ° C., the first autothermal reforming reaction (ATR1) described above is performed. And the transition to the second autothermal reforming reaction (ATR2) is performed on the condition that the temperature of the fuel cell assembly 12 exceeds about 400 ° C. At this time, the water flow rate adjusting unit 28, the fuel flow rate adjusting unit 38, and the reforming air flow rate adjusting unit 44 supply the reformer 20 with a gas in which the gas to be reformed, the reforming air, and the steam are previously mixed. . Next, the steam reforming reaction (SR) is performed on the condition that the temperature of the reformer 20 becomes 650 ° C. or higher and the temperature of the fuel cell assembly 12 exceeds about 600 ° C.

上述したように着火から燃焼工程の進行に合わせて改質工程を切り替えていくことで、発電室10内の温度が徐々に上昇する。発電室10の温度が、燃料電池モジュール2を安定的に作動させる定格温度(約700℃)よりも低い所定の発電温度に達したら、燃料電池モジュール2を含む電気回路を閉じる。それにより、燃料電池モジュール2は発電を開始し、回路に電流が流れて外部に電力を供給することができる。燃料電池セル84の発電により、燃料電池セル84自体も発熱し、燃料電池セル84の温度が上昇するため、燃料電池モジュール2を作動させる定格温度、例えば700〜800℃になる。   As described above, the temperature in the power generation chamber 10 gradually increases by switching the reforming process in accordance with the progress of the combustion process from ignition. When the temperature of the power generation chamber 10 reaches a predetermined power generation temperature lower than the rated temperature (about 700 ° C.) at which the fuel cell module 2 is stably operated, the electric circuit including the fuel cell module 2 is closed. As a result, the fuel cell module 2 can start power generation, and current can flow through the circuit to supply power to the outside. Due to the power generation of the fuel cell 84, the fuel cell 84 itself also generates heat, and the temperature of the fuel cell 84 rises, so that the rated temperature for operating the fuel cell module 2, for example, 700 to 800 ° C. is reached.

この着火から燃焼工程において、燃料ガス供給管64を介して、内部ガス供給配管63に供給された被改質ガス及び改質ガス(燃料ガス)は、各々の噴出孔65からガスマニホールド66内に噴出される。この時、内部ガス供給配管63は、ガスマニホールド66の内部に配設されており、ガスマニホールド66内は、外部よりも高温となっているため、ガス供給配管をガスマニホールドの外部に配設した場合に比べ、燃料ガスの放熱を低下させることができる。したがって、当該ガスマニホールドへの反応ガス供給時における当該反応ガスの放熱を低下させることができる。このため、燃料電池セル84に高温の燃料ガスを供給することができ、燃料電池セル84の温度上昇を促進させる、あるいは、温度低下を抑制させることができるため、発電を効率よく行わせることができる。   In this ignition to combustion process, the gas to be reformed and the reformed gas (fuel gas) supplied to the internal gas supply pipe 63 through the fuel gas supply pipe 64 are introduced into the gas manifold 66 from the respective ejection holes 65. Erupted. At this time, the internal gas supply pipe 63 is disposed inside the gas manifold 66, and the inside of the gas manifold 66 is hotter than the outside, so the gas supply pipe is disposed outside the gas manifold. Compared to the case, the heat radiation of the fuel gas can be reduced. Therefore, the heat radiation of the reaction gas when supplying the reaction gas to the gas manifold can be reduced. For this reason, high-temperature fuel gas can be supplied to the fuel battery cell 84 and the temperature rise of the fuel battery cell 84 can be promoted or the temperature drop can be suppressed, so that power generation can be performed efficiently. it can.

また、内部ガス供給配管63は、ガスマニホールド66の長手方向に沿って、底面67と水平に延びているため、噴出孔65からガスマニホールド66の内壁までの距離を短くすることができ、燃料ガスをガスマニホールド66の隅々まで到達させることができる。また、内部ガス供給配管63と底面67とが離間しているため、内部ガス供給配管63に邪魔されることなく燃料ガスを底面67に沿って分散させることができると共に、内部ガス供給配管63を流通する燃料ガスの熱が底面67に奪われることを抑制することもできる。さらにまた、図7に示すように、燃料ガスは、底面67に向けて垂直に噴出される(即ち、底面67に向かう速度成分を持って噴出される)ため、噴出孔65から噴出された燃料ガスは、先ず、底面67に向けて下方に噴出された後、分散しながら支持板68に向けて流れることになる。したがって、燃料ガスをガスマニホールド66全体にわたって、さらに均等に分散させることができる。   Further, since the internal gas supply pipe 63 extends horizontally with the bottom surface 67 along the longitudinal direction of the gas manifold 66, the distance from the ejection hole 65 to the inner wall of the gas manifold 66 can be shortened, and the fuel gas Can reach every corner of the gas manifold 66. Further, since the internal gas supply pipe 63 and the bottom surface 67 are separated from each other, the fuel gas can be dispersed along the bottom surface 67 without being obstructed by the internal gas supply pipe 63, and the internal gas supply pipe 63 It can also be suppressed that the heat of the flowing fuel gas is taken by the bottom surface 67. Furthermore, as shown in FIG. 7, the fuel gas is ejected vertically toward the bottom surface 67 (that is, ejected with a velocity component toward the bottom surface 67), so the fuel ejected from the ejection hole 65. First, the gas is jetted downward toward the bottom surface 67 and then flows toward the support plate 68 while being dispersed. Accordingly, the fuel gas can be more evenly distributed throughout the gas manifold 66.

また、内部ガス供給配管63は、500℃〜600℃程度に達するが、内部ガス供給配管63の一端63Aが燃料ガス供給管64に固定されており、他端63Bがガスマニホールド66の内壁に固定されているため、内部ガス供給配管63が自重により下方に向けて熱変形しようとしても、この熱変形が阻止され、内部ガス供給配管63の形状が維持される。したがって、内部ガス供給配管63の内部に供給された燃料ガスを、各々の噴出孔65から均一に噴出させることができるため、燃料ガスをガスマニホールド66の全体にわたって、確実に均等に分散させることができる。また、各々の噴出孔65は、比較的小さな孔であり、燃料ガスを噴出孔65から噴出させることで、オリフィス効果により、ガスマニホールド66内に燃料ガスによる気流を発生させることができ、燃料ガスをガスマニホールド66全体にわたって効率よく分散させることができる。そして、この燃料ガスは、支持板68に形成されている各々の貫通孔69から各々の燃料電池セル84の燃料ガス流路88に均等に供給される。したがって、全ての燃料電池セル84に対し、燃料枯れや発熱温度ムラが生じることを抑制することができ、燃料電池セル84の寿命を向上することができる。   The internal gas supply pipe 63 reaches about 500 ° C. to 600 ° C., but one end 63 A of the internal gas supply pipe 63 is fixed to the fuel gas supply pipe 64 and the other end 63 B is fixed to the inner wall of the gas manifold 66. Therefore, even if the internal gas supply pipe 63 tries to thermally deform downward due to its own weight, this thermal deformation is prevented and the shape of the internal gas supply pipe 63 is maintained. Therefore, since the fuel gas supplied to the inside of the internal gas supply pipe 63 can be uniformly ejected from the respective ejection holes 65, the fuel gas can be surely and evenly distributed throughout the gas manifold 66. it can. In addition, each ejection hole 65 is a relatively small hole, and by causing the fuel gas to be ejected from the ejection hole 65, an air current due to the fuel gas can be generated in the gas manifold 66 by the orifice effect. Can be efficiently dispersed throughout the gas manifold 66. Then, this fuel gas is equally supplied from the respective through holes 69 formed in the support plate 68 to the fuel gas flow paths 88 of the respective fuel cells 84. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of fuel depletion and heat generation temperature unevenness with respect to all the fuel battery cells 84, and the life of the fuel battery cells 84 can be improved.

また、燃料電池モジュール2の運転停止を行う場合には、燃料ガス及び水蒸気の改質器20への供給量を減少させると同時に、改質用空気流量調整ユニット44による発電用空気の燃料電池モジュール2内への供給量を増大させて、燃料電池セル集合体12及び改質器20を空気により冷却し、これらの温度を低下させる。その後、発電室の温度が所定温度、例えば、400℃まで低下した時、燃料ガス及び水蒸気の改質器20への供給を停止し、改質器20の水蒸気改質反応(SR)を終了する。この発電用空気の供給は、改質器20の温度が所定温度、例えば、200℃まで低下するまで継続し、この所定温度となったとき、発電用空気流量調整ユニット45からの発電用空気の供給を停止する。   Further, when the operation of the fuel cell module 2 is stopped, the amount of fuel gas and water vapor supplied to the reformer 20 is reduced, and at the same time, the fuel cell module for generating air by the reforming air flow rate adjusting unit 44 The supply amount into 2 is increased, the fuel cell assembly 12 and the reformer 20 are cooled by air, and these temperatures are lowered. Thereafter, when the temperature of the power generation chamber decreases to a predetermined temperature, for example, 400 ° C., the supply of fuel gas and steam to the reformer 20 is stopped, and the steam reforming reaction (SR) of the reformer 20 is ended. . This supply of power generation air continues until the temperature of the reformer 20 decreases to a predetermined temperature, for example, 200 ° C., and when this temperature is reached, the power generation air flow from the power generation air flow rate adjustment unit 45 is reduced. Stop supplying.

なお、本実施形態では、熱変形防止手段として、内部ガス供給配管63の一端63Aを燃料ガス供給管64に固定し、他端63Bをガスマニホールド66の内壁に固定した場合について説明したが、これに限らず、熱変形防止手段は、内部ガス供給配管63の熱変形方向に対する剛性を強化する剛性強化手段であってもよい。この剛性強化手段としては、例えば、図8に示すように、内部ガス供給配管63の鉛直方向上部に、内部ガス供給配管63の軸芯方向に沿ってリブ163を設けてもよい。このように剛性強化手段を配設することにより、内部ガス供給配管63の自重により、内部ガス供給配管63に下方に向けて熱変形しようとする力がかかっても、内部ガス供給配管63の熱変形方向(この場合は、鉛直方向)に対する剛性が高いため、内部ガス供給配管63が熱変形することを、内部ガス供給配管63の軸芯方向全体にわたって抑制することができる。また、図9に示すように、この構成の場合、内部ガス供給配管63の他端63Bは、ガスマニホールド66の内壁に固定しなくてもよいが、固定してもよい。   In the present embodiment, the case where one end 63A of the internal gas supply pipe 63 is fixed to the fuel gas supply pipe 64 and the other end 63B is fixed to the inner wall of the gas manifold 66 has been described as a means for preventing thermal deformation. Not limited to this, the heat deformation preventing means may be a rigidity enhancing means for enhancing the rigidity of the internal gas supply pipe 63 in the heat deformation direction. As this rigidity enhancing means, for example, as shown in FIG. 8, a rib 163 may be provided on the upper part in the vertical direction of the internal gas supply pipe 63 along the axial direction of the internal gas supply pipe 63. By arranging the rigidity reinforcing means in this way, even if the internal gas supply pipe 63 is subjected to thermal deformation downward due to its own weight, the heat of the internal gas supply pipe 63 is increased. Since the rigidity in the deformation direction (in this case, the vertical direction) is high, the internal gas supply pipe 63 can be prevented from being thermally deformed over the entire axial direction of the internal gas supply pipe 63. As shown in FIG. 9, in this configuration, the other end 63 </ b> B of the internal gas supply pipe 63 may not be fixed to the inner wall of the gas manifold 66, but may be fixed.

また、前記剛性強化手段としては、例えば、内部ガス供給配管63の軸芯方向に垂直な断面形状が、水平方向よりも上下方向に長い形状となる構造を挙げることができる。具体的には、例えば図10に示すように、内部ガス供給配管63の軸芯方向に垂直な断面の外形を楕円(楕円の短径が水平方向であり、長径が上下(鉛直)方向)にすることが挙げられる。この構成の場合、内部ガス供給配管63に、例えばリブ163の剛性強化手段を別途設けることなく、内部ガス供給配管63の剛性を簡単に強化することができる。また、内部ガス供給配管63の中空部分を燃料ガスの流路として無駄なく有効に活用することができる。したがって、ガスマニホールド66の内部に燃料ガスをより効率よく均一に噴出させることができる。さらにまた、この構成の場合、内部ガス供給配管63の他端63Bは、ガスマニホールド66の内壁に固定しなくてもよいが、固定してもよい。   Moreover, as said rigidity reinforcement | strengthening means, the structure where the cross-sectional shape perpendicular | vertical to the axial center direction of the internal gas supply piping 63 becomes a shape longer in the up-down direction than a horizontal direction can be mentioned, for example. Specifically, for example, as shown in FIG. 10, the outer shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the internal gas supply pipe 63 is an ellipse (the minor axis of the ellipse is the horizontal direction, and the major axis is the vertical (vertical) direction). To do. In the case of this configuration, for example, the rigidity of the internal gas supply pipe 63 can be easily enhanced without providing the internal gas supply pipe 63 with a means for reinforcing the rigidity of the rib 163, for example. Further, the hollow portion of the internal gas supply pipe 63 can be effectively used as a fuel gas flow path without waste. Therefore, the fuel gas can be ejected more efficiently and uniformly into the gas manifold 66. Furthermore, in this configuration, the other end 63B of the internal gas supply pipe 63 may not be fixed to the inner wall of the gas manifold 66, but may be fixed.

そしてまた、前記熱変形防止手段は、図11及び図12に示すように、ガスマニホールド66の壁面に両端が固定されており、上面に内部ガス供給配管63を載置して内部ガス供給配管63を支持する支持部材164であってもよい。これらの支持部材164は、特に図12に示すように、内部ガス供給配管63が載置される部分が下方に向けて突出する円弧面165となっており、内部ガス供給配管63は、円弧面165に固定されることなく直接支持される。したがって、内部ガス供給配管63が熱膨張したとしても、内部ガス供給配管に63に支持部材164から応力がかけられることが殆どないため、内部ガス供給配管63が熱変形することをさらに確実に防止することができる。また、この構成の場合、内部ガス供給配管63の軸芯方向の任意の位置を支持部材164によって直接支持することができる。このため、例えば、図11に示すように、内部ガス供給配管63の他端63Bが固定されておらず(片持ち状態で固定)、他端63B側が下方に向けて変形する懸念がある場合、他端63B側に配設される支持部材164の配設数を一端63A側よりも多くすることで、内部ガス供給配管63の熱変形をさらに確実に防止することができる。なお、支持部材164の配設位置、配設数は、所望により決定することができる。   As shown in FIGS. 11 and 12, both ends of the thermal deformation preventing means are fixed to the wall surface of the gas manifold 66, and an internal gas supply pipe 63 is placed on the upper surface to place the internal gas supply pipe 63. It may be a support member 164 that supports. In particular, as shown in FIG. 12, these support members 164 have a circular arc surface 165 in which a portion on which the internal gas supply pipe 63 is placed protrudes downward, and the internal gas supply pipe 63 has an arc surface. It is directly supported without being fixed to 165. Therefore, even if the internal gas supply pipe 63 is thermally expanded, the internal gas supply pipe 63 is hardly subjected to stress from the support member 164, so that the internal gas supply pipe 63 is further prevented from being thermally deformed. can do. In the case of this configuration, any position in the axial direction of the internal gas supply pipe 63 can be directly supported by the support member 164. For this reason, for example, as shown in FIG. 11, when the other end 63B of the internal gas supply pipe 63 is not fixed (fixed in a cantilever state), and the other end 63B side may be deformed downward, By increasing the number of support members 164 provided on the other end 63B side as compared with the one end 63A side, thermal deformation of the internal gas supply pipe 63 can be further reliably prevented. Note that the position and number of the support members 164 can be determined as desired.

さらにまた、本実施形態では、燃料ガスを底面67に向けて垂直に噴出する場合について説明したが、これに限らず、燃料ガスが、底面67に向かう速度成分に加え、底面67に平行な速度成分を持って噴出するよう(即ち、底面67に対し斜めに噴出されるよう)、内部ガス供給配管63に噴出孔65を形成してもよい。噴出孔65をこのように形成することで、各々の噴出孔65から噴出された燃料ガスがガスマニホールド66内を上昇する流れ(支持板68に沿って中央に向かう流れ)同士が衝突することを抑制することができる。したがって、内部ガス供給配管63上に燃料ガスが滞留することを抑制することができるため、燃料ガスをガスマニホールド66全体にわたって、さらに均等に分散させることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the case where the fuel gas is ejected vertically toward the bottom surface 67 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the fuel gas has a velocity parallel to the bottom surface 67 in addition to the velocity component toward the bottom surface 67. You may form the ejection hole 65 in the internal gas supply piping 63 so that it may eject with a component (namely, it may inject diagonally with respect to the bottom face 67). By forming the ejection holes 65 in this way, the flow in which the fuel gas ejected from each ejection hole 65 rises in the gas manifold 66 (flow toward the center along the support plate 68) collides with each other. Can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the fuel gas from staying on the internal gas supply pipe 63, so that the fuel gas can be more evenly distributed throughout the gas manifold 66.

また、本実施形態では、内側電極層90が燃料極(アノード極)であり、外側電極層92が空気極(カソード極)である燃料電池セル84を配設した場合について説明したが、これに限らず、所望により、内側電極層90が空気極(カソード極)であり、外側電極層92が燃料極(アノード極)である燃料電池セルを配設してもよい。そして、この場合は、内部ガス供給配管63に空気(酸化剤ガス)を供給すればよい。   In the present embodiment, the case where the fuel cell 84 in which the inner electrode layer 90 is a fuel electrode (anode electrode) and the outer electrode layer 92 is an air electrode (cathode electrode) is provided has been described. Without limitation, a fuel battery cell in which the inner electrode layer 90 is an air electrode (cathode electrode) and the outer electrode layer 92 is a fuel electrode (anode electrode) may be disposed as desired. In this case, air (oxidant gas) may be supplied to the internal gas supply pipe 63.

1…燃料電池、 2…燃料電池モジュール、 10…発電室、 20…改質器、 63…内部ガス供給配管、 65…噴出孔、 66…ガスマニホールド、 67…底面、 68…支持板、 69…貫通孔、 88…燃料ガス流路、 163…リブ、 164…支持部材、 165…円弧面、 FCS…燃料電池システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell, 2 ... Fuel cell module, 10 ... Power generation chamber, 20 ... Reformer, 63 ... Internal gas supply piping, 65 ... Injection hole, 66 ... Gas manifold, 67 ... Bottom surface, 68 ... Support plate, 69 ... Through-hole, 88 ... Fuel gas flow path, 163 ... Rib, 164 ... Support member, 165 ... Arc surface, FCS ... Fuel cell system

Claims (6)

内部に反応ガス流路が形成されてなる複数の燃料電池セルと、
内部に反応ガスを収容するガスマニホールドと、
前記ガスマニホールドの上部に水平に配設され、前記複数の燃料電池セルの前記反応ガス流路方向一端を支持する共に、当該ガスマニホールド内に収容された反応ガスを前記各々の反応ガス流路に供給する貫通孔が形成された支持板と、
前記ガスマニホールドの内部に配設され、且つ前記反応ガスを噴出する複数の噴出孔が形成されてなり、当該各々の噴出孔から噴出される反応ガスを当該ガスマニホールドの内部に供給する内部ガス供給配管と、
前記内部ガス供給配管の熱変形を防止する熱変形防止手段と、
を備え、
前記内部ガス供給配管は、その軸芯が前記支持板の燃料電池セル支持面に沿って配設されると共に、前記ガスマニホールドの前記支持板と対向する底面と間隔をおいて配置されてなる燃料電池。
A plurality of fuel cells each having a reaction gas flow path formed therein;
A gas manifold that contains the reaction gas inside,
Horizontally disposed above the gas manifold and supporting one end of the plurality of fuel cells in the direction of the reaction gas flow path, the reaction gas contained in the gas manifold is supplied to each reaction gas flow path. A support plate having a through hole to be supplied;
An internal gas supply that is disposed inside the gas manifold and has a plurality of ejection holes for ejecting the reaction gas, and supplies the reaction gas ejected from each ejection hole to the interior of the gas manifold. Piping,
Thermal deformation preventing means for preventing thermal deformation of the internal gas supply pipe;
With
The internal gas supply pipe has a fuel whose core is disposed along the fuel cell support surface of the support plate and spaced from the bottom surface of the gas manifold facing the support plate. battery.
前記熱変形防止手段は、前記内部ガス供給配管に形成され、且つ当該内部ガス供給配管の熱変形方向に対する剛性を強化する剛性強化手段を有する請求項1記載の燃料電池。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the thermal deformation preventing unit includes a rigidity enhancing unit that is formed in the internal gas supply pipe and that reinforces the rigidity of the internal gas supply pipe with respect to a heat deformation direction. 前記剛性強化手段は、前記内部ガス供給配管の軸芯方向に垂直な断面形状が、水平方向よりも上下方向に長い形状となる構造を有してなる請求項2記載の燃料電池。   3. The fuel cell according to claim 2, wherein the rigidity enhancing means has a structure in which a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the internal gas supply pipe is longer in the vertical direction than in the horizontal direction. 前記熱変形防止手段は、前記ガスマニホールドの壁面に固定され且つ前記内部ガス供給配管を支持する支持部材を有してなる請求項1記載の燃料電池。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the thermal deformation preventing means includes a support member fixed to a wall surface of the gas manifold and supporting the internal gas supply pipe. 前記支持部材は、前記内部ガス供給配管の熱膨張を許容するよう当該内部ガス供給配管を移動可能に支持する請求項4記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 4, wherein the support member movably supports the internal gas supply pipe so as to allow thermal expansion of the internal gas supply pipe. 前記内部ガス供給配管は、その一端側から前記反応ガスが供給され、
前記熱変形防止手段は、前記内部ガス供給配管の他端を前記ガスマニホールドの壁面に固定した構造を有してなる請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の燃料電池。
The internal gas supply pipe is supplied with the reaction gas from one end thereof,
The fuel cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermal deformation prevention means has a structure in which the other end of the internal gas supply pipe is fixed to a wall surface of the gas manifold.
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