燃料电池模块以及燃料电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术的燃料电池模块具备：收纳容器、单元堆、改性器和含氧气体供给部。单元堆是多个柱状的燃料电池单元沿着预先规定的排列方向被设置，被收纳于收纳容器内。改性器被配设于收纳容器内的单元堆的上方，生成被供给至燃料电池单元的燃料气体。含氧气体供给部沿着燃料电池单元的排列方向而与单元堆以及改性器对置地配设，具有被供给至燃料电池单元的含氧气体从上方向下方流动的气体流路。再有，含氧气体供给部的气体流路具有：第1区域、和含氧气体流动的方向以及与燃料电池单元的排列方向垂直的方向的流路宽度比该第1区域宽的第2区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池模块以及燃料电池装置
本专利技术涉及燃料电池模块以及燃料电池装置。
技术介绍
近年来，作为下一代能源，提出了各种将单元堆装置收纳于收纳容器内而成的燃料电池模块，该单元堆装置具备将作为一种单元的燃料电池单元排列多个而成的单元堆(例如，参照专利文献1)。在上述的收纳容器中，设有生成向燃料电池单元供给的燃料气体的改性器、用于向燃料电池单元供给含氧气体的流路、以及将从燃料电池单元排出的排出气体向收纳容器的外部排出的流路。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2007-59377号公报
技术实现思路
本公开的燃料电池模块具备：收纳容器、单元堆、改性器和含氧气体供给部。所述单元堆是多个柱状的燃料电池单元沿着预先规定的排列方向被设置，被收纳于所述收纳容器内。所述改性器被配设于所述收纳容器内的所述单元堆的上方，生成被供给至所述燃料电池单元的燃料气体。所述含氧气体供给部沿着所述燃料电池单元的排列方向而与所述单元堆以及所述改性器对置地配设，具有被供给至所述燃料电池单元的含氧气体从上方向下方流动的气体流路。再有，所述含氧气体供给部的所述气体流路具有：第1区域、和含氧气体流动的方向以及与所述燃料电池单元的排列方向垂直的方向的流路宽度比该第1区域宽的第2区域。本公开的燃料电池装置包括：上述燃料电池模块、和收纳该燃料电池模块的外装壳体。附图说明本专利技术的目的、特点以及优点通过以下的详细说明和附图将会更为明确。图1是表示本实施方式的燃料电池模块中收纳的单元堆装置的一例的立体图。图2表示图1所示的单元堆装置，图2A是侧视图，图2B是提取图2A的一部分而从上方观察到的放大剖视图。图3表示本实施方式的燃料电池模块的立体图。图4是图3所示的燃料电池模块的剖视图。图5是表示其他的实施方式的燃料电池模块的剖视图。图6将图5所示的燃料电池模块中收纳的改性器提取出进行表示，图6A是立体图，图6B是俯视图。图7是表示在本实施方式的单元堆装置的上方具备图6A、6B所示的改性器的构成的一例的侧视图。图8是表示其他的实施方式的燃料电池模块的剖视图。图9是将本实施方式的燃料电池模块的排出气体回收部的底面的一部分提取出进行表示的俯视图。图10是示意地表示本实施方式的燃料电池装置的一例的分解立体图。具体实施方式以下，参照附图对本实施方式的燃料电池模块以及燃料电池装置进行说明。另外，对于不同的图中的共同的构成要素，付与同一符号。图1是表示构成本实施方式的一例的燃料电池模块的单元堆装置的一例的立体图。图2表示图1所示的单元堆装置，图2A是侧视图，图2B是将图2A的一部分提取出而从上方进行观察的放大剖视图。在图1、图2A、图2B所示的单元堆装置1中，并排设置2个单元堆2。单元堆2在将具有燃料气体在内部从一端流通至另一端的气体流路15的燃料电池单元3竖立设置的状态下被排列为一列(图1所示的X方向)。此外，相邻的燃料电池单元3之间经由导电部件6而被电串联连接。再有，具备2个将燃料电池单元3的下端通过绝缘性粘接件9而被固定于歧管4而成的单元堆2。另外，在图1以及图2A、图2B中，作为燃料电池单元3例示了是具有多个在内部燃料气体沿长边方向流通的气体流路15的中空平板型、且在具有气体流路15的支承体的表面按燃料极层、固体电解质层以及氧极层的顺序依次层叠而成的固体氧化物形的燃料电池单元3。另外，在燃料电池单元3之间，流通含氧气体。对于燃料电池单元3的构成在后面叙述。另外，在本实施方式的燃料电池模块中，燃料电池单元3也能够形成为例如平板型或者圆筒型，单元堆装置1的形状也能够一并地适当变更。此外，配置有经由导电部件6与位于单元堆2的最外侧的位置的燃料电池单元3电连接的单元堆支承部件7(以下，有时简记为“堆支承部件7”)。也能够在堆支承部件7的外侧设置保护罩。保护罩保护堆支承部件7以及单元堆2，防止与配置于单元堆2的周围的隔热部件的接触或者来自外部的冲击。此外，在堆支承部件7连接有向单元堆2的外侧突出的电流引出部8。另外，图1以及图2A、图2B中，示出了单元堆装置1具备2个单元堆2的情况，但是其个数能够适当变更。例如，单元堆装置1也可以仅具备1个单元堆2。此外，单元堆装置1也能够包含后述的改性器。此外，歧管4具备：气体壳体，贮存向燃料电池单元3供给的燃料气体，且在上面具有开口部；和框体，在内侧固定燃料电池单元3，并且被固定于气体壳体。燃料电池单元3的一端部(图2A的下端部)被框体包围，通过框体的内侧所充填的绝缘性粘接件9来固定燃料电池单元3的下端部的外周。也就是说，单元堆2在框体的内侧并排收容多个燃料电池单元3，通过绝缘性粘接件9而粘接于框体。另外，绝缘性粘接件9由玻璃等的材料构成，能够使用考虑热膨胀系数而添加了给定的填料的材料。此外，在歧管4的上面，连接有由后述的改性器所生成的燃料气体流通的气体流通管5。燃料气体经由气体流通管5而被供给至歧管4，由歧管4向设置于燃料电池单元3的内部的气体流路15进行供给。在此，如图2B所示，燃料电池单元3由在具有一对相对置的平坦面的柱状的导电性支承体(以下，有时简记“支承体”)的一个平坦面上依次层叠燃料侧电极层10、固体电解质层11以及空气侧电极层12而成的柱状(中空平板状等)构成。此外，在燃料电池单元3的另一个平坦面上设有内部连接器13，在内部连接器13的外表面(上表面)设有P型半导体层16。经由P型半导体层16而使导电部件6连接于内部连接器13，由此两者的接触成为欧姆接触，能够减少电位降低有效地避免集电性能的降低。另外，图1中，省略了导电部件6、堆支承部件7的记载。此外，支承体14也能够兼具燃料侧电极层10，在其表面依次层叠固体电解质层11以及空气侧电极层12而构成单元。燃料侧电极层10能够使用一般公知的材料，能够由多孔质的导电性陶瓷、例如固溶有稀土类元素氧化物的ZrO2(成为稳定化氧化锆，也包含部分稳定化的情况)、Ni以及/或者NiO形成。固体电解质层11具有作为进行燃料侧电极层10以及空气侧电极层12间的电子的桥接的电解质的功能，同时为了防止燃料气体与含氧气体的泄漏而需要具有气体隔断性，例如由固溶有3～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2形成。另外，只要具有上述特性，也可以使用其他材料等来形成。空气侧电极层12是一般所使用的材料即可没有特别限制，例如能够利用由所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物构成的导电性陶瓷来形成。空气侧电极层12需要具有透气性，开气孔率能设为20％以上，特别地可设为30～50％的范围。作为支承体14，为了使燃料气体透过至燃料侧电极层10而具有透气性，进而为了经由内部连接器13进行导电而具有导电性。因此，作为支承体14，能够使用导电性陶瓷、金属陶瓷等。在制作燃料电池单元3时，在通过与燃料侧电极层10或者固体电解质层11的同时烧成来制作支承体14的情况下，可以由铁族金属成分和特定稀土类氧化物来形成支承体14。此外，在图2B所示的燃料电池单元3中，柱状(中空平板状)的支承体14是在立设方向(图1所示的Y方向)细长地延伸的板状片，具有平坦的两面和半圆形状的两侧面。此外，支承体14为了具备透气性，开气孔率为30％以上较为合适，特别是处于35～50％的范围，并且其导电率能够设为300S/cm以上，特别地能够设为440S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池模块，其特征在于，具备：收纳容器；单元堆，被收纳于该收纳容器内，多个柱状的燃料电池单元沿着预先规定的排列方向被设置；改性器，被配设于所述收纳容器内的所述单元堆的上方，生成被供给至所述燃料电池单元的燃料气体；和含氧气体供给部，沿着所述燃料电池单元的排列方向而与所述单元堆以及所述改性器对置地配设，具有被供给至所述燃料电池单元的含氧气体从上方向下方流动的气体流路，该含氧气体供给部的所述气体流路具有：第1区域、和含氧气体流动的方向以及与所述燃料电池单元的排列方向垂直的方向的流路宽度比该第1区域宽的第2区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.31 JP 2015-1701271.一种燃料电池模块，其特征在于，具备：收纳容器；单元堆，被收纳于该收纳容器内，多个柱状的燃料电池单元沿着预先规定的排列方向被设置；改性器，被配设于所述收纳容器内的所述单元堆的上方，生成被供给至所述燃料电池单元的燃料气体；和含氧气体供给部，沿着所述燃料电池单元的排列方向而与所述单元堆以及所述改性器对置地配设，具有被供给至所述燃料电池单元的含氧气体从上方向下方流动的气体流路，该含氧气体供给部的所述气体流路具有：第1区域、和含氧气体流动的方向以及与所述燃料电池单元的排列方向垂直的方向的流路宽度比该第1区域宽的第2区域。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：末广真纪，松井荣造，小田智之，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP