燃料电池模块制造技术

本发明专利技术提供一种小型且能进行稳定发电的固体氧化物燃料电池模块。将多个发电单元（2a、2b）配置为使一个燃料电池（20a）、和与该一个燃料电池（20a）邻接的另一个燃料电池（20b）相连接的氧化剂气体预热部（17b）相邻。固体氧化物燃料电池模块（1）具备分隔构件（22）。分隔构件（22）将燃烧室（11）的配设有一个燃料电池（20a）的区域和配设有另一个燃料电池（20b）的区域分隔开，并且将配设有一个燃料电池（20a）的区域和配设有与另一个燃料电池（20b）相连接的氧化剂气体预热部（17b）的区域分隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池模块
本专利技术涉及燃料电池模块。本专利技术特别涉及一种固体氧化物燃料电池模块。
技术介绍
近年来，作为新能源，燃料电池模块正受到越来越多的关注。燃料电池模块包括有：例如下述专利文献1所记载那样的固体氧化物燃料电池（SOFC:SolidOxideFuelCell）模块、熔融盐燃料电池模块、磷酸燃料电池模块、高分子固体电解质燃料电池模块等。在这些燃料电池模块中，固体氧化物燃料电池模块并非需要使用液体的结构要素，而且在使用烃燃料时也不需要在外部设置改性器。因此，对固体氧化物燃料电池模块正进行着广泛的研究开发。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2010-212038号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题对于固体氧化物燃料电池模块有如下要求：即，减小燃料电池的温度偏差，使固体氧化物燃料电池模块稳定地工作。此外，还希望实现固体氧化物燃料电池模块的小型化。本专利技术是鉴于上述期望而完成的，其目的在于提供一种小型且能稳定发电的固体氧化物燃料电池模块。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的燃料电池模块包括燃烧室和多个发电单元。多个发电单元分别具有燃料电池、燃料气体流路、氧化剂气体流路、及氧化剂气体预热部。燃料电池配置在燃烧室内。通过提供燃料气体和氧化剂气体，使燃料电池进行发电。燃料气体流路向燃料电池提供燃料气体。氧化剂气体流路向燃料电池提供氧化剂气体。在燃烧室内，在氧化剂气体流路中设置有氧化剂气体预热部。氧化剂气体预热部对氧化剂气体进行预热。将多个发电单元配置为使一个燃料电池、和与该一个燃料电池邻接的另一个燃料电池相连接的氧化剂气体预热部相邻。本专利技术所涉及的燃料电池模块还包括分隔构件。分隔构件将燃烧室的配设有一个燃料电池的区域和配设有另一个燃料电池的区域分隔开，并且将配设有一个燃料电池的区域和配设有与另一个燃料电池相连接的氧化剂气体预热部的区域分隔开。在本专利技术所涉及的燃料电池模块的某一特定方面中，多个发电单元由第一和第二发电单元构成。第一发电单元的燃料电池位于比第二发电单元的燃料电池更靠近第一方向的一侧的位置。第一发电单元的燃料电池和第二发电单元的氧化剂气体预热部在与第一方向相垂直的第二方向上相邻。第二发电单元的燃料电池和第一发电单元的氧化剂气体预热部在第二方向上相邻。在本专利技术所涉及的燃料电池模块的另一特定方面中，将第一和第二燃料电池配置成从第一方向观察时第一发电单元的燃料电池和第二发电单元的燃料电池相重叠。在本专利技术所涉及的燃料电池模块的又一特定方面中，分隔构件由绝热材料构成。在本专利技术所涉及的燃料电池模块的进一步的另一特定方面中，燃料电池具有第一排气口和第二排气口。第一排气口对已在发电中使用过的氧化剂气体即空气极侧废气进行排气。第二排气口对已在发电中使用过的燃料气体即燃料极侧废气进行排气。燃烧室具有排出口和排出流路。排出口将燃料电池所排出的废气排出到燃烧室外。排出流路将第一及第二排气口与排出口相连接。将排出流路设置成使氧化剂气体预热部的至少一部分位于排出流路上、或者使该氧化剂气体预热部的至少一部分朝向排出流路。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种小型且能进行稳定发电的固体氧化物燃料电池模块。附图说明图1是实施本专利技术的一个实施方式所涉及的固体氧化物燃料电池模块的简要框图。图2是实施本专利技术的一个实施方式所涉及的固体氧化物燃料电池模块的示意性俯视图。图3是实施本专利技术的一个实施方式中的燃料电池的发电电池单元的简要分解立体图。具体实施方式下面，对实施本专利技术的优选方式的一个示例进行说明。然而，下述实施方式仅仅是一个例示。本专利技术不限于下述任意一个实施方式。此外，在实施方式等所参照的各附图中，以相同的标号来参照实质上具有相同功能的构件。此外，实施方式等所参照的附图是示意性描述的图，附图中所绘制的物体的尺寸比率等可能会与现实中的物体的尺寸比率等不同。附图相互间的物体的尺寸比率等也可能不同。具体的物体的尺寸比率等应当参考以下的说明来判断。（固体氧化物燃料电池模块1的结构）图1是本实施方式所涉及的固体氧化物燃料电池模块的简要框图。图2是本实施方式所涉及的固体氧化物燃料电池模块的示意性俯视图。固体氧化物燃料电池模块（也称为热模块）1具备由绝热材料10所包围的燃烧室11。在燃烧室11内配置有未图示的加热器。利用该加热器能提高燃烧室11的内部温度。另外，加热器可以是电加热器、气体燃烧器中的任一种。固体氧化物燃料电池模块1还具备多个发电单元。在本实施方式中，对固体氧化物燃料电池模块1具备第1发电单元2a和第2发电单元2b的示例进行说明。第1发电单元2a和第2发电单元2b分别包括燃料电池20a、20b，燃料气体流路12a、12b，氧化剂气体流路13a、13b，以及氧化剂气体预热部17a、17b。燃料电池20a、20b配置在燃烧室11内部。通过提供燃料气体和氧化剂气体，使燃料电池20a、20b进行发电。燃料电池20a、20b与燃料气体流路12a、12b以及氧化剂气体流路13a、13b相连接。燃料气体流路12a、12b向燃料电池20a、20b提供燃料气体。燃料气体流路12a、12b的至少一部分配置在燃烧室11内部。氧化剂气体流路13a、13b向燃料电池20a、20b提供氧化剂气体。氧化剂气体流路13a、13b的至少一部分配置在燃烧室11内部。在燃烧气体流路12a、12b中设置有改性器14a、14b。改性器14a、14b配置在燃烧室11内部。如图2所示，第1发电单元2a的改性器14a配置在燃料电池20a的x2侧。第2发电单元2b的改性器14b配置在燃料电池20b的x1侧。在比燃料气体流路12a、12b的改性器14a、14b更靠上游侧（燃料气体的流向上的、与燃料电池20a、20b相反的一侧）的部分，连接有用于提供改性用水的改性用水流路15a、15b。改性用水流路15a、15b的至少一部分配置在燃烧室11内部。在燃烧室11内部，在比燃料气体流路12a、12b的改性器14a、14b更靠下游侧（在燃料气体流向上的燃料电池20a、20b一侧）的部分，设有燃料气体预热部16a、16b。如图2所示，第1发电单元2a的燃料气体预热部16a配置在燃料电池20a的x2侧。在x方向上，燃料气体预热部16a配置在燃料电池20a与改性器14a之间。第2发电单元2b的燃料气体预热部16b配置在燃料电池20b的x1侧。在x方向上，燃料气体预热部16b配置在燃料电池20b与改性器14b之间。在燃烧室11内部，在氧化剂气体流路13a、13b中设有氧化剂气体预热部17a、17b。氧化剂气体预热部17a、17b对提供给燃料电池20a、20b的氧化剂气体进行预热。在本实施方式中，利用分隔构件22将燃烧室11划分为第1燃烧室11a1和第2燃烧室11a2。第1发电单元2a配置在第1燃烧室11a1中。第2发电单元2b配置在第2燃烧室11a2中。因此，燃烧室11的设有第1发电单元2a的区域、以及燃烧室11的设有第2发电单元2b的区域被分隔构件22分隔开。另外，分隔构件22优选由绝热材料来构成。作为优选使用的绝热材料的具体示例，可举出具有某种程度以上的强度的材料，例如，陶瓷纤维类绝热材料、氧化铝纤维类绝热材料、氧化锆类热传导率低的陶瓷或砖、由砖或陶瓷板来夹持绝热性能优越的微孔类绝热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池模块，其特征在于，包括：燃烧室；以及多个发电单元；多个所述发电单元分别具有：燃料电池，该燃料电池配置在所述燃烧室内且通过向该燃料电池提供燃料气体和氧化剂气体使其进行发电；燃料气体流路，该燃料气体流路向所述燃料电池提供所述燃料气体；氧化剂气体流路，该氧化剂气体流路向所述燃料电池提供所述氧化剂气体；以及氧化剂气体预热部，该氧化剂气体预热部设置在所述氧化剂气体流路中，且在所述燃烧室内对所述氧化剂气体进行预热，将多个所述发电单元配置为使所述燃料电池中的一个燃料电池、和与该一个燃料电池邻接的另一个燃料电池相连接的氧化剂气体预热部相邻，所述燃料电池模块还包括分隔构件，该分隔构件将所述燃烧室的配设有所述一个燃料电池的区域和配设有所述另一个燃料电池的区域分隔开，并且将配设有所述一个燃料电池的区域和配设有与所述另一个燃料电池相连接的氧化剂气体预热部的区域分隔开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.03 JP 2011-1249301.一种燃料电池模块，其特征在于，包括：燃烧室；以及多个发电单元；多个所述发电单元分别具有：燃料电池，该燃料电池配置在所述燃烧室内且通过向该燃料电池提供燃料气体和氧化剂气体使其进行发电；燃料气体流路，该燃料气体流路向所述燃料电池提供所述燃料气体；氧化剂气体流路，该氧化剂气体流路向所述燃料电池提供所述氧化剂气体；以及氧化剂气体预热部，该氧化剂气体预热部设置在所述氧化剂气体流路中，且在所述燃烧室内对所述氧化剂气体进行预热，将多个所述发电单元配置为使所述燃料电池中的一个燃料电池、和与该一个燃料电池邻接的另一个燃料电池相连接的氧化剂气体预热部相邻，所述燃料电池模块还包括分隔构件，该分隔构件将所述燃烧室的配设有所述一个燃料电池的区域和配设有所述另一个燃料电池的区域分隔开，并且将配设有所述一个燃料电池的区域和配设有与所述另一个燃料电池相连接的氧化剂气体预热部的区域分隔开，多个所述发电单元由第一发电单元及第二发电单元构成，所述第一发电单元的燃料电池位于比所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朝重阳介，水上公博，稻冈正人，吉田英树，天羽伸二，小笠原庆，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所， 东京瓦斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP