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公開番号2025010364
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024192476,2021088546
出願日2024-10-31,2021-05-26
発明の名称燃料電池モジュール及び燃料電池装置
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】配管同士の干渉を回避させるための設計における自由度を向上する。
【解決手段】燃料電池モジュール10は容器11と燃料電池セルスタック13と複数の配管12とを有する。容器11は改質器16と燃焼器17とを収容する。燃料電池セルスタック13で複数の燃料電池セルを積層させる。燃料電池セルは改質器16が生成した燃料ガスと酸化剤の電気化学反応により発電する。複数の配管12は容器11及び燃料電池セルスタック13の間でそれぞれ異なる種類のガスを送る。複数の配管12の一部を容器11の第1の面及び燃料電池セルスタック13の第1の面に接続する。複数の配管12の別の一部を容器11の第2の面及び燃料電池セルスタック13の第2の面Scs2の少なくとも一方に接続する。容器11の第2の面は第1の面と異なる。燃料電池セルスタック13の第2の面Scs2は第1の面と異なる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
改質部、及び該改質部を加熱する燃焼器を収容する容器と、
前記改質部が生成した燃料ガス、及び酸化剤の電気化学反応により発電する複数の燃料電池セルを積層させた燃料電池セルスタックと、
前記容器及び前記燃料電池セルスタックの間で、それぞれ異なる種類のガスを送る複数の配管と、を備え、
前記複数の配管の一部が、前記容器の第１の面及び前記燃料電池セルスタックの第１の面に接続され、
前記複数の配管の別の一部が、前記容器の第１の面と異なる第２の面、及び前記燃料電池セルスタックの第１の面と異なる第２の面の少なくとも一方に接続される
燃料電池モジュール。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記燃料電池セルスタックの第１の面は、前記燃料電池セルの積層方向に実質的に垂直であり、
前記燃料電池セルスタックの第２の面は、前記燃料電池セルスタックの第１の面の裏側であり、
前記複数の配管の一部の残りが該燃料電池セルスタックの第２の面に接続される
燃料電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記容器の外壁及び内壁の間に酸化剤の流路が形成されている
燃料電池モジュール。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記改質部が生成した燃料ガスを送出する、前記容器内の内部配管は、前記容器における該改質部とともに前記燃焼器を挟む壁部以外の壁部を貫通する
燃料電池モジュール。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか１項に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記燃料電池セルスタックは、前記複数の配管に接続する燃料ガス入口、酸化剤ガス入口、燃料オフガス出口、及び酸化剤オフガス出口を有し、
前記燃料オフガス出口は、前記燃料ガス入口よりも前記容器の近くに位置し、
前記酸化剤オフガス出口は、前記酸化剤ガス入口よりも前記容器の近くに位置する
燃料電池モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記燃料ガス入口及び前記酸化剤ガス入口が前記燃料電池セルスタックの第１の面に設けられ、前記燃料オフガス出口及び前記酸化剤オフガス出口が前記燃料電池セルスタックの第２の面に設けられる
燃料電池モジュール。
【請求項７】
請求項５に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記燃料ガス入口及び前記酸化剤オフガス出口が前記燃料電池セルスタックの第１の面に設けられ、前記酸化剤ガス入口及び前記燃料オフガス出口が前記燃料電池セルスタックの第２の面に設けられる
燃料電池モジュール。
【請求項８】
請求項５に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記燃料ガス入口及び前記燃料オフガス出口が前記燃料電池セルスタックの第１の面に設けられ、前記酸化剤ガス入口及び前記酸化剤オフガス出口が前記燃料電池セルスタックの第２の面に設けられる
燃料電池モジュール。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記積層方向は、前記容器及び前記燃料電池セルスタックが並ぶ第１の配置方向に対して実質的に垂直である
燃料電池モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記容器における前記第１の配置方向に実質的に垂直な長手方向は、前記積層方向に平行である
燃料電池モジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池モジュール及び燃料電池装置に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
改質器、燃焼器及び燃料電池セルスタックを備える燃料電池モジュールが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１１９８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池モジュールでは、改質器から燃料電池セルスタックに燃料ガスを送る配管、並びに燃料電池セルスタックから改質器に燃料オフガス及び酸化剤オフガスを送る配管が設けられる。これらの配管同士を干渉させずに、燃料電池セルスタックに接続させることは困難であった。
【０００５】
従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、配管同士の干渉を回避させるための設計における自由度を向上させた燃料電池モジュール及び燃料電池装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による燃料電池モジュールは、
改質器、及び該改質器を加熱する燃焼器を収容する容器と、
前記改質器が生成した燃料ガス、及び酸化剤の電気化学反応により発電する複数の燃料電池セルを積層させた燃料電池セルスタックと、
前記容器及び前記燃料電池セルスタックの間で、それぞれ異なる種類のガスを送る複数の配管と、を備え、
前記複数の配管の一部が、前記容器の第１の面及び前記燃料電池セルスタックの第１の面に接続され、
前記複数の配管の別の一部が、前記容器の第１の面と異なる第２の面、及び前記燃料電池セルスタックの第１の面と異なる第２の面の少なくとも一方に接続される。
【０００７】
第２の観点による燃料電池装置は、
改質器、及び該改質器を加熱する燃焼器を収容する容器と、前記改質器が生成した燃料ガス、及び酸化剤の電気化学反応により発電する複数の燃料電池セルを積層させた燃料電池セルスタックと、前記容器及び前記燃料電池セルスタックの間で、それぞれ異なる種類のガスを送る複数の配管と、を有し、前記複数の配管の一部が、前記容器の第１の面及び前記燃料電池セルスタックの第１の面に接続され、前記複数の配管の別の一部が、前記容器の第１の面と異なる第２の面、及び前記燃料電池セルスタックの第１の面と異なる第２の面の少なくとも一方に接続される燃料電池モジュールを備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成された本開示に係る燃料電池モジュール及び燃料電池装置によれば、配管同士の干渉を回避させるための設計における自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施形態に係る燃料電池モジュールの斜視図である。
図１におけるＩＩ―ＩＩ線に沿った燃料電池モジュールの断面図である。
図２におけるＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿った燃料電池モジュールの断面図である。
図１の燃料電池モジュールの変形例の斜視図である。
図１の燃料電池モジュールを第１の方向から見た側面図である。
図１の燃料電池モジュールを第１の方向の逆方向から見た側面図である。
図１の燃料電池モジュールの別の変形例を第１の方向から見た側面図である。
図１の燃料電池モジュールの別の変形例を第１の方向の逆方向から見た側面図である。
図１の燃料電池モジュールの更に別の変形例を第１の方向から見た側面図である。
図１の燃料電池モジュールの更に別の変形例を第１の方向の逆方向から見た側面図である。
第１の配置方向に折返し構造を有する燃料電池スタック内のガスの流れを説明するための概要図である。
図１の燃料電池スタック内のガスの流れを説明するための概要図である。
第１の配置方向に垂直な方向に折返し構造を有する燃料電池スタック内のガスの流れを説明するための概要図である。
第２の実施形態の燃料電池モジュールの第２の方向に垂直な平面による断面を示す断面図である。
第３の実施形態の燃料電池モジュールの斜視図である。
図１５の燃料電池モジュールを第２の方向の逆方向から見た側面図である。
図１５におけるＸＶＩＩ―ＸＶＩＩ線に沿った燃料電池モジュールの断面図である。
図１５の燃料電池モジュールを第２の方向から見た側面図である。
第３の実施形態の変形例の燃料電池モジュールを第２の方向の逆方向から見た側面図である。
第３の実施形態の変形例の燃料電池モジュールを第２の方向から見た側面図である。
第４の実施形態の燃料電池モジュールを第２の方向の逆方向から見た側面図である。
第４の実施形態の燃料電池モジュールを第２の方向から見た側面図である。
第４の実施形態の変形例の燃料電池モジュールを第２の方向の逆方向から見た側面図である。
第４の実施形態の変形例の燃料電池モジュールを第２の方向から見た側面図である。
図２３の燃料電池セルスタックを第２の配置方向から見た上面図である。
第５の実施形態の燃料電池モジュールを第２の方向の逆方向から見た側面図である。
第５の実施形態の燃料電池モジュールを第２の方向から見た側面図である。
第６の実施形態の燃料電池モジュールを第２の方向の逆方向から見た側面図である。
第６の実施形態の燃料電池モジュールを第２の方向から見た側面図である。
図２８の燃料電池セルスタックを第１の方向から見た側面図である。
第２の実施形態の燃料電池モジュールにおける、複数の配管との接続位置を変えた燃料電池セルスタックの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示を適用した燃料電池モジュールの実施形態について、図面を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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