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WO2019004267A1 - 燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 - Google Patents

燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 Download PDF

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WO2019004267A1
WO2019004267A1 PCT/JP2018/024322 JP2018024322W WO2019004267A1 WO 2019004267 A1 WO2019004267 A1 WO 2019004267A1 JP 2018024322 W JP2018024322 W JP 2018024322W WO 2019004267 A1 WO2019004267 A1 WO 2019004267A1
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WO
WIPO (PCT)
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insulating material
heat insulating
fuel cell
cell stack
module
Prior art date
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PCT/JP2018/024322
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English (en)
French (fr)
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鈴木　健吾
英徳 中間
鈴木　雅人
幸弘 柳本
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
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    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present disclosure relates to a fuel cell module and a fuel cell device.
  • a cell stack device including a cell stack in which a plurality of fuel cells, which are a type of cell, are arranged as a next-generation energy is housed in a storage container.
  • the periphery of the cell stack device is covered with a heat insulating material in the storage container (see, for example, Patent Document 1).
  • a fuel cell module includes: a cell stack device that generates electric power using an oxygen-containing gas and a fuel gas; a first heat insulating material having a mounting surface on which the cell stack device is mounted; A support member disposed in the material and capable of supporting the cell stack device.
  • a fuel cell device of the present disclosure includes the above-described fuel cell module, an accessory for operating the fuel cell module, and an outer case accommodating the fuel cell module and the accessory.
  • FIG. 2A It is a perspective view showing an example of a cell stack device stored in a module of this embodiment. It is a side view which shows the cell stack apparatus shown in FIG. It is a partially expanded top view of the part enclosed with the dotted line frame A of FIG. 2A. It is an appearance perspective view showing an example of a module of this embodiment. It is sectional drawing of the module shown in FIG. It is an expanded sectional view around a lower heat insulating material. It is a top view when the lower heat insulating material is seen from upper direction. It is an expanded sectional view around a lower heat insulating material. It is an expanded sectional view around a lower heat insulating material. It is sectional drawing which shows another example of the module of this embodiment. It is an exploded perspective view showing roughly an example of a fuel cell device of this embodiment.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing an example of a cell stack device constituting the module of this embodiment
  • FIG. 2A is a side view showing the cell stack device shown in FIG. 1
  • FIG. It is a top view which expands and shows a part of part enclosed by dotted line frame A.
  • FIG. Moreover, in the following figures, it demonstrates using the fuel cell of a solid oxide form mainly as a cell.
  • the cell stack device 1 shown in FIGS. 1, 2A and 2B includes two cell stacks 2.
  • the cell stack 2 is arranged in a line along the arrangement direction (X direction shown in FIG. 1) in a state where the fuel cell 3 having the gas flow path 15 through which the fuel gas flows from one end to the other is erected
  • the adjacent fuel cells 3 are electrically connected in series via the conductive member 6, and the lower ends of the fuel cells 3 are fixed to the manifold 4 with the insulating adhesive 9.
  • the fuel cell 3 is a hollow flat plate type having a plurality of gas flow paths through which the fuel gas flows in the longitudinal direction, and the fuel
  • the configuration of the fuel cell 3 will be described later.
  • the fuel cell 3 may be, for example, a flat plate type, a cylindrical shape, or a horizontal stripe type, and the shape of the cell stack device 1 may be changed as appropriate.
  • a cell stack support member 7 (hereinafter, may be abbreviated as a stack support member 7) electrically connected to the outermost fuel cell 3 of the cell stack 2 via the conductive member 6 is present.
  • a protective cover may be provided on the outside of the stack support member 7. The protective cover protects the stack support member 7 and the cell stack 2 against contact with the heat insulating material disposed around the cell stack 2 or an external impact. Further, a conductive portion 8 projecting to the outside of the cell stack 2 is connected to the stack support member 7.
  • the cell stack apparatus 1 is equipped with the two cell stacks 2 is shown in FIG.1, FIG. 2A and FIG. 2B, the number can be changed suitably, for example, the cell stack 2 You may have only one. Further, the cell stack device 1 may include a reformer described later.
  • the manifold 4 stores fuel gas to be supplied to the fuel cell 3 and includes a gas case having an opening on the upper surface, and a frame fixed to the gas case while fixing the fuel cell 3 inside. ing.
  • One end (the lower end in FIG. 2A) of the fuel cell 3 is surrounded by a frame, and the outer periphery of the lower end of the fuel cell 3 is fixed by the insulating adhesive 9 filled inside the frame.
  • the insulating adhesive 9 is made of a material such as glass, and may be added with a predetermined filler in consideration of the thermal expansion coefficient.
  • a gas flow pipe 5 through which a fuel gas generated by a reformer, which will be described later, flows is connected to the upper surface of the manifold 4.
  • the fuel gas is supplied to the manifold 4 through the gas flow pipe 5, and is supplied from the manifold 4 to the gas flow path 15 provided inside the fuel cell 3.
  • the fuel cell 3 is formed on one flat surface of a columnar conductive support substrate 14 (hereinafter, may be abbreviated as the support substrate 14) having a pair of facing flat surfaces.
  • the fuel electrode layer 10, the solid electrolyte layer 11, and the air electrode layer 12 are sequentially stacked to form a column (hollow plate or the like).
  • the interconnector 13 is provided on the other flat surface of the fuel cell 3, and the P-type semiconductor layer 16 is provided on the outer surface (upper surface) of the interconnector 13.
  • each member which comprises a fuel battery cell can be produced using a well-known material.
  • FIG. 3 is an external perspective view showing an example of a module (fuel cell module) including the cell stack device of the present embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the module shown in FIG.
  • the cell stack device 18 of the present embodiment is accommodated inside the accommodation container 19.
  • a reformer 20 for generating fuel gas to be supplied to the fuel cell 3 is disposed above the cell stack device 18.
  • the raw fuel such as natural gas and kerosene supplied via the raw fuel supply pipe 23 is reformed to generate a fuel gas.
  • the reformer 20 can have a structure capable of performing steam reforming, which is a reforming reaction with high reforming efficiency.
  • the reformer 20 includes a vaporizing unit 21 for vaporizing water, and a reforming unit 22 in which a reforming catalyst (not shown) for reforming the raw fuel into a fuel gas is disposed.
  • FIG. 3 shows a state in which a part (front and rear surface) of the storage container 19 is removed and the cell stack device 18 stored inside is taken out to the rear.
  • the cell stack device 18 can be slidably stored in the storage container 19.
  • the first gas is disposed in the storage container 19 between the cell stacks 2 juxtaposed to the manifold 4 so that the oxygen-containing gas flows between the fuel cells 3 from the lower end toward the upper end.
  • An oxygen-containing gas supply member 24 which is a supply unit is disposed.
  • the storage container 19 constituting the module 17 has a double structure having an inner wall 25 and an outer wall 26, and the outer wall 26 forms the outer frame of the storage container 19.
  • a storage chamber 27 for storing the device 18 is formed.
  • the storage container 19 includes an oxygen-containing gas introduction unit 28 which is a first gas introduction unit for introducing an oxygen-containing gas introduced from the outside into the storage chamber 27.
  • the oxygen-containing gas introduced into the oxygen-containing gas introduction unit 28 is provided by the inner wall 25 and the outer wall 26 at the side of the storage chamber 27 and is an oxygen-containing gas that is a first gas circulation unit connected to the oxygen-containing gas introduction unit 28 It flows upward through the distribution unit 29. Subsequently, the gas flows through the oxygen-containing gas distribution unit 30 which is a first gas distribution unit provided by the inner wall 25 and the outer wall 26 above the storage chamber 27 and connected to the oxygen-containing gas circulation unit 29.
  • the oxygen-containing gas distribution unit 30 is provided with an oxygen-containing gas inlet (not shown) for the oxygen-containing gas to flow into the upper end side and the flange portion 31, and the lower end portion of the fuel cell 3
  • a heat insulating material 33 is disposed between the flange portion 31 and the inner wall 25.
  • the oxygen-containing gas supply member 24 is disposed between the two cell stacks 2 juxtaposed inside the storage container 19, the oxygen-containing gas supply member 24 is appropriately disposed depending on the number of cell stacks 2. can do. For example, when only one cell stack 2 is stored in the storage container 19, two oxygen-containing gas supply members 24 may be provided so as to sandwich the cell stack 2 from both sides.
  • the temperature in the module 17 is maintained at a high temperature so that the heat in the module 17 is dissipated in the storage chamber 27 and the temperature of the fuel cell 3 (cell stack 2) is reduced and the power generation efficiency is not reduced.
  • the heat insulating material 33 is provided at a plurality of places.
  • the heat insulating material 33 can be disposed in the vicinity of the cell stack 2. For example, a side disposed along the arrangement direction of the fuel cells 3 on the side of the cell stack 2 and having a width equal to or greater than the width along the arrangement direction of the fuel cells 3 on the side of the cell stack 2
  • the heat insulator 33a is disposed.
  • the side heat insulating material 33a can be arrange
  • the oxygen-containing gas introduced from the oxygen-containing gas supply member 24 can be prevented from being discharged from the side of the cell stack 2, and the flow of the oxygen-containing gas between the fuel cells 3 constituting the cell stack 2 Can be promoted.
  • the flow of the oxygen-containing gas supplied to the fuel cell 3 is adjusted to adjust the longitudinal direction of the cell stack 2 and the fuel cell 3.
  • An opening 34 is provided to reduce the temperature distribution in the stacking direction.
  • a lower heat insulator 33b (first heat insulator) having a mounting surface 33b1 on which the cell stack device 1 is mounted is disposed below the cell stack device 1.
  • the cell stack device 1 is mounted such that the lower surface of the manifold 4 is in direct contact with the mounting surface 33 b 1 of the lower heat insulating material 33 b.
  • the lower heat insulating material 33 b functions as a support member for supporting the cell stack device 1 while suppressing heat radiation from the lower surface of the manifold 4 of the cell stack device 1.
  • an exhaust gas inner wall 35 is provided on the inner side of the inner wall 25 along the arrangement direction of the fuel cells 3, and the space between the inner wall 25 and the exhaust gas inner wall 35 at the side of the storage chamber 27 is a storage chamber.
  • the exhaust gas in 27 flows from the upper side to the lower side as an exhaust gas circulating unit 36.
  • an exhaust gas collection unit 37 connected to the exhaust gas distribution unit 36 is provided below the storage chamber 27 and above the oxygen-containing gas introduction unit 28.
  • the exhaust gas collection unit 37 communicates with an exhaust hole 38 provided at the bottom of the storage container 19.
  • the exhaust gas generated along with the operation of the module 17 flows through the exhaust gas distribution unit 36 and the exhaust gas collection unit 37 and is then exhausted through the exhaust holes 38.
  • the exhaust hole 38 may be formed by cutting out a part of the bottom of the storage container 19 or may be formed by providing a tubular member.
  • thermocouple 39 for measuring the temperature in the vicinity of the cell stack 2 is provided inside the oxygen-containing gas supply member 24, and the temperature measuring portion 40 is at the center of the fuel cell 3 in the longitudinal direction and the fuel cell It is arrange
  • the reformer 20 disposed above the fuel cell 3 (cell stack 2) can be warmed, and the reforming reaction can be efficiently performed by the reformer 20.
  • the temperature in the module 17 becomes about 500 to 800 ° C. due to the combustion and the power generation of the fuel cell 3.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view around the lower heat insulating material. Since the heat insulating material located below the cell stack device is deformed or compressed by the weight of the cell stack device, the tilt of the cell stack device and the fluctuation of the height position in the storage container occur. When the cell stack device is inclined, the supply of the fuel gas or the oxygen-containing gas is biased, or the fluctuation of the height position causes the external force to be applied to the connected piping.
  • the module 17 of the present embodiment includes a support member 330 disposed in the lower heat insulating material 33 b.
  • the support member 330 is configured to be able to support the cell stack device 1 in the lower heat insulating material 33 b.
  • the lower heat insulating material 33b may be compressed or deformed due to its own weight of the cell stack device 1, or due to vibration or earthquake during operation.
  • the lower heat insulating material 33b is deformed, for example, the cell stack device 1 is inclined, and the supplied fuel gas and oxygen-containing gas may be biased in the cell stack 2, and the power generation efficiency may be reduced.
  • the cell stack device 1 is inclined or the height position in the storage container 19 changes, external force is applied to the piping such as the raw fuel supply pipe 23, and there is a risk that the piping may be bent or broken. .
  • the support member 330 is used for the cell stack device 1 instead of the lower heat insulator 33b. Support. Thereby, the change of the further inclination and height position of the cell stack apparatus 1 can be reduced.
  • a through hole 33b2 penetrating in the thickness direction from the mounting surface 33b1 of the lower heat insulating material 33b to the surface opposite to the mounting surface 33b1 is provided, and the support member 330 is in the through hole 33b2.
  • the support member 330 is placed and supported on the lower exhaust gas inner wall 35.
  • a plate-like shelf plate for holding the lower heat insulating material 33b may be provided, and the lower heat insulating material 33b and the cell stack device 1 may be placed on the shelf plate.
  • the support member 330 can be placed on the shelf board.
  • the support member 330 may be disposed not in the through hole 33 b 2 but in a recess provided in the lower heat insulating material 33 b.
  • FIG. 6 is a plan view of the lower heat insulator 33b as viewed from above.
  • transmitted the cell stack 2 and the manifold 4 is shown so that the positional relationship in planar view of the cell stack apparatus 1 and the supporting member 330 may be known.
  • five support members 330 are provided, and are provided at positions corresponding to the four corners of the lower heat insulating material 33 b and at the center position (center of gravity position).
  • the number and arrangement position of the support members 330 are not limited to this, and may be 1 to 4 or 6 or more, and may be arranged in a row along the cell stack 2 It is also good.
  • the support member 330 has, for example, a cylindrical shape.
  • the support member 330 may have a prismatic shape, or may have a frustum shape such as a truncated cone or a truncated pyramid.
  • the support member 330 is not limited to a solid columnar shape, and may be a hollow cylindrical shape or the like.
  • the height H2 of the support member 330 is the same as the thickness H1 of the lower heat insulator 33b or smaller than the thickness H1 of the lower heat insulator 33b. That is, H2 ⁇ H1 is sufficient, and considering heat conduction by the support member 330, H2 ⁇ H1 so that the manifold 4 and the support member 330 do not contact in a state where the lower heat insulator 33b is not deformed. Can. At this time, if H2 is smaller than H1, even if the lower heat insulating material 33b is deformed, the support member 330 and the manifold 4 do not contact, and there is a possibility that the inclination of the cell stack device 1 can not be reduced. . Thus, for example, H2 / H1 can be 0.9 to 1.
  • a plurality of support members 330 When a plurality of support members 330 are provided, they may all have the same height, or the height of the support members 330 may be changed depending on the place where the support members 330 are provided.
  • the material constituting the support member 330 may be any material that can make the strength in the thickness direction equal to or higher than that of the lower heat insulating material 33b, and the thermal conductivity may be equal to or lower than that of the lower heat insulating material 33b. it can.
  • the strength of the material forming the support member 330 is too low, the support member 330 itself is deformed, and the effect of suppressing the tilt of the cell stack device 1 is reduced.
  • the thermal conductivity is too high, when the support member 330 and the manifold 4 of the cell stack device 1 contact, the support member 330 serves as a heat transfer path, and the effect of suppressing the heat radiation by the lower heat insulating material 33b is Reduce.
  • the ceramic material which has high temperature heat resistance, stainless steel, others, a high temperature resistant oxidation material etc. can also be used, for example.
  • the second lower heat insulating material may be made of a different thickness and different material from the lower heat insulating material.
  • a plate that holds the lower heat insulating material 33 b between the lower heat insulating material 33 b and the second lower heat insulating material 33 c As shown in the enlarged cross-sectional view around the lower heat insulating material in FIG. 7, a plate that holds the lower heat insulating material 33 b between the lower heat insulating material 33 b and the second lower heat insulating material 33 c.
  • the shelf board 70 which consists of a hook-shaped member is provided. Shelf plate 70 is made of the same metal material as exhaust gas inner wall 35 and the like, and support member 330 disposed in through hole 33 b 2 of lower heat insulating material 33 b is supported by shelf plate 70 instead of exhaust gas inner wall 35. Ru.
  • the second lower heat insulating material 33c is placed and supported on the exhaust gas inner wall 35 which is a metal plate.
  • the exhaust gas inner wall 35 disposed below the second lower heat insulating member 33c may be deformed due to an external force applied at the time of assembly of the module 17 or thermal contraction due to a temperature change at the time of operation of the fuel cell device.
  • This deformation is often a convex deformation in which the central portion in the longitudinal direction, that is, the central portion in the direction parallel to the arrangement direction of the cell stacks 2, bulges toward the second lower heat insulating material 33c.
  • the second lower heat insulating material 33c is pushed up from below, and the tilt and the height position of the cell stack device 1 change as well as the deformation of the lower heat insulating material 33b.
  • the inner wall 35 for exhaust gas for example, a notch is formed in a central portion of the second lower heat insulating material 33c on the side facing the inner wall 35 for exhaust gas Can be provided.
  • the cutaway portion 33c1 has a concave shape.
  • Notch part 33c2 serves as a division slot which divides the 2nd lower heat insulating material 33c into two parts.
  • the hardness of the central portion of the second lower heat insulating material 33c is made smaller than the hardness of the other portions, in addition to the notch.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the module of this embodiment.
  • the module 41 shown in FIG. 9 includes four cell stack devices 43 in the storage room 42, and one reformer 45 is provided above the four cell stacks. The point is different in that an exhaust gas recovery unit 61 for recovering the exhaust gas discharged from the fuel cell 3 is provided above the storage chamber 42.
  • the module 41 in which the plurality of cell stack devices 43 are stored in the storage chamber 42 particularly from the fuel cell 3 in the cell stack device 43 located on the center side
  • the distance to the exhaust gas distribution unit 36 located on the side of the chamber 42 becomes long, and the exhaust gas discharged from the fuel cells 3 in the cell stack device 43 located on the central portion side is efficiently discharged to the outside. May be difficult.
  • an exhaust gas recovery unit 61 for recovering the exhaust gas discharged from the fuel cell 3 is provided above the storage chamber 42, and the exhaust gas is collected once. Evacuate after recovering to 61. Thus, the exhaust gas can be efficiently exhausted.
  • the reformer 45 can be a W-shaped (meander-shaped) reformer.
  • the other configuration is the same as that of the module 17 shown in FIG. 4 and thus the description of each configuration is omitted.
  • the module 41 includes a support member 330 disposed in the lower heat insulating material 33 b as with the module 17. Thereby, the change of the further inclination and height position of the cell stack device 43 can be reduced. Moreover, the module 41 may further include the second lower heat insulating material 33 c as well as the module 17, and may include the shelf board 70. Thus, the support member 330 of the present embodiment can reduce the change in the additional tilt and height position of the cell stack device 1, 43 regardless of the number of cell stacks.
  • the module 41 in the module 41, four cell stack devices 43 and one reformer 45 can be placed on one lower heat insulating material 33b. In this case, there is a possibility that the deformation in the lower heat insulating material 33b may be particularly large.
  • the module 41 of the present embodiment by disposing the support member 330, it is possible to more effectively reduce the change in the tilt and height position of the cell stack device 43 more effectively. That is, as the number of the cell stack devices placed on one lower heat insulating material increases, the effect of the support member of the present embodiment becomes stronger.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing an example of a fuel cell device formed by housing one of the modules 17 and 41 and an accessory for operating each module in an outer case. In FIG. 10, the configuration is partially omitted.
  • the inside of the exterior case formed of the support 54 and the exterior plate 55 is divided up and down by the partition plate 56, and the upper side thereof is used as a module storage chamber 57 for storing each module described above.
  • the lower side is configured as an accessory storage chamber 58 for storing accessories for operating each module.
  • the auxiliary devices stored in the auxiliary device storage chamber 58 are omitted.
  • the partition plate 56 is provided with an air circulation port 59 for flowing the air of the accessory storage chamber 58 to the module storage chamber 57 side, and a part of the exterior plate 55 constituting the module storage chamber 57 An exhaust port 60 for exhausting the air in the module storage chamber 57 is provided.
  • the fuel cell device 53 with improved power generation efficiency can be obtained by housing the modules as described above in the outer case.
  • the cell stack device having one reformer disposed above the four cell stack devices has been described.
  • two or three cell stack devices are described. It may be a cell stack device in which one reformer is disposed above, or a cell stack device in which one reformer is disposed above five or more cell stack devices.
  • the shape of the reformer may be changed as appropriate.
  • one cell stack may be disposed in one manifold, and three or more may be disposed in one manifold Cell stacks may be arranged.
  • the fuel cell 3 the fuel cell stack device 1, the modules 17 and 41 and the fuel cell device 53 have been described in the above embodiment, water vapor and voltage are applied to the cell to electrolyze water vapor (water)
  • SOEC electrolysis cell
  • O 2 hydrogen and oxygen

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Abstract

本開示は、発電効率の向上と長期間安定した運転が実現できる燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に関する。モジュール１７は、下方断熱材３３ｂ内に配設される支持部材３３０を備えている。支持部材３３０は、下方断熱材３３ｂ内において、セルスタック装置１を支持可能に構成されている。下方断熱材３３ｂ内に支持部材３３０を配設しておくことで、下方断熱材３３ｂが変形した場合に、支持部材３３０が下方断熱材３３ｂの代わりにセルスタック装置１を支持する。

Description

燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
　本開示は、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に関する。
　近年、次世代エネルギーとして、セルの１種である燃料電池セルを複数個配列したセルスタックを備えるセルスタック装置を収納容器内に収納した燃料電池モジュールが種々提案されている。
　燃料電池モジュールは、高温状態で運転し、発電効率を低下させないために、収納容器内において、セルスタック装置の周囲を断熱材で覆っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６－５１５１０号公報
　本開示の燃料電池モジュールは、酸素含有ガスと燃料ガスとを用いて発電を行なうセルスタック装置と、前記セルスタック装置が載置される載置面を有する第１断熱材と、前記第１断熱材内に配設され、前記セルスタック装置を支持可能な支持部材と、を備える。
　また本開示の燃料電池装置は、上記の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機と、前記燃料電池モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースと、を備える。
　本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
本実施形態のモジュールに収納されるセルスタック装置の一例を示す斜視図である。 図１に示すセルスタック装置を示す側面図である。 図２Ａの点線枠Ａで囲った部分の一部拡大平面図である。 本実施形態のモジュールの一例を示す外観斜視図である。 図３に示すモジュールの断面図である。 下方断熱材周辺の拡大断面図である。 下方断熱材を上方から見たときの平面図である。 下方断熱材周辺の拡大断面図である。 下方断熱材周辺の拡大断面図である。 本実施形態のモジュールの他の一例を示す断面図である。 本実施形態の燃料電池装置の一例を概略的に示す分解斜視図である。
　以下、図面を用いて本実施形態モジュールおよびモジュール収容装置について説明する。なお、異なる図中の共通の構成要素については、同一の符号を付与するものとする。
　図１は、本実施形態のモジュールを構成するセルスタック装置の一例を示す外観斜視図であり、図２Ａは、図１に示すセルスタック装置を示す側面図であり、図２Ｂは、図２Ａの点線枠Ａで囲った部分の一部を拡大して示す平面図である。また、以降の図において、セルとして主に固体酸化物形の燃料電池セルを用いて説明する。
　図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すセルスタック装置１においては、セルスタック２を２つ備えている。セルスタック２は、内部を燃料ガスが一端から他端に流通するガス流路１５を有する燃料電池セル３を立設させた状態で配列方向（図１で示すＸ方向）に沿って一列に配列し、隣接する燃料電池セル３間が導電部材６を介して電気的に直列に接続されているとともに、燃料電池セル３の下端を絶縁性接着材９でマニホールド４に固定してなる。
　図１、図２Ａおよび図２Ｂにおいては、燃料電池セル３として、内部を燃料ガスが長手方向に流通するガス流路を複数有する中空平板型で、ガス流路を有する支持体の表面に、燃料極層、固体電解質層および酸素極層を順に積層してなる固体酸化物形の燃料電池セル３を例示している。燃料電池セル３の間に酸素含有ガスが流通する。燃料電池セル３の構成については後述する。本実施形態の燃料電池装置においては、燃料電池セル３は、例えば平板型や円筒型、さらには横縞型とすることもでき、あわせてセルスタック装置１の形状も適宜変更することができる。
　また、セルスタック２の最も外側に位置する燃料電池セル３に導電部材６を介して電気的に接続されたセルスタック支持部材７（以下、スタック支持部材７と略することがある。）が存在する。スタック支持部材７の外側には保護カバーを設けることもできる。保護カバーは、セルスタック２の周囲に配置された断熱材との接触や外部からの衝撃に対して、スタック支持部材７およびセルスタック２を保護する。また、スタック支持部材７にはセルスタック２の外側に突出する導電部８が接続されている。
　なお、図１、図２Ａおよび図２Ｂにおいては、セルスタック装置１が２つのセルスタック２を備えている場合を示しているが、適宜その個数は変更することができ、例えばセルスタック２を１つだけ備えていてもよい。また、セルスタック装置１を、後述する改質器を含むものとすることもできる。
　また、マニホールド４は燃料電池セル３に供給する燃料ガスを貯留し、開口部を上面に有するガスケースと、内側に燃料電池セル３を固定するとともに、ガスケースに固定される枠体とを備えている。
　燃料電池セル３の一端部（図２Ａの下端部）は枠体で囲まれており、枠体の内側に充填された絶縁性接着材９で燃料電池セル３の下端部の外周が固定されている。つまり、セルスタック２は、枠体の内側に複数の燃料電池セル３を並べて収容し、絶縁性接着材９で枠体に接着されている。なお、絶縁性接着材９は、ガラス等の材料からなり、熱膨張係数を加味して所定のフィラーを添加したものを用いることができる。
　また、マニホールド４の上面には、後述する改質器にて生成された燃料ガスが流通するガス流通管５が接続されている。燃料ガスは、ガス流通管５を介してマニホールド４に供給され、マニホールド４より燃料電池セル３の内部に設けられたガス流路１５に供給される。
　ここで、燃料電池セル３は、図２Ｂに示すように、一対の対向する平坦面をもつ柱状の導電性支持基板１４（以下、支持基板１４と略す場合がある）の一方の平坦面上に燃料側電極層１０、固体電解質層１１及び空気側電極層１２を順次積層してなる柱状（中空平板状等）からなる。また、燃料電池セル３の他方の平坦面上にはインターコネクタ１３が設けられており、インターコネクタ１３の外面（上面）にはＰ型半導体層１６が設けられている。Ｐ型半導体層１６を介して、導電部材６ａをインターコネクタ１３に接続させることにより、両者の接触がオーム接触となり、電位降下を少なくし集電性能の低下を有効に回避することが可能となる。なお、図１では導電部材６、スタック支持部材７の記載を省略している。また、支持基板は燃料側電極層を兼ねるものとし、その表面に固体電解質層および空気側電極層を順次積層してセルを構成することもできる。なお燃料電池セルを構成する各部材は、公知の材料を用いて作製することができる。
　図３は、本実施形態のセルスタック装置を備えてなるモジュール（燃料電池モジュール）の一例を示す外観斜視図であり、図４は、図３に示すモジュールの断面図である。
　図３に示すモジュール１７においては、収納容器１９の内部に、本実施形態のセルスタック装置１８が収納されている。なお、セルスタック装置１８の上方には、燃料電池セル３に供給する燃料ガスを生成するための改質器２０が配置されている。
　また、図３に示す改質器２０においては、原燃料供給管２３を介して供給される天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成する。なお、改質器２０は、改質効率のよい改質反応である水蒸気改質を行うことができる構造とすることができる。改質器２０は、水を気化させるための気化部２１と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒（図示せず）が配置された改質部２２とを備えている。
　また図３においては、収納容器１９の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置１８を後方に取り出した状態を示している。ここで、図３に示したモジュール１７においては、セルスタック装置１８を、収納容器１９内にスライドして収納することが可能である。
　なお、収納容器１９の内部には、マニホールド４に並置されたセルスタック２の間に配置され、酸素含有ガスが燃料電池セル３間を下端部から上端部に向けて流れるように、第１ガス供給部である酸素含有ガス供給部材２４が配置されている。
　図４に示すように、モジュール１７を構成する収納容器１９は、内壁２５と外壁２６とを有する二重構造で、外壁２６により収納容器１９の外枠が形成されるとともに、内壁２５によりセルスタック装置１８を収納する収納室２７が形成されている。
　ここで、収納容器１９は、外部より導入される酸素含有ガスを収納室２７に導入するための第１ガス導入部である酸素含有ガス導入部２８を備えている。酸素含有ガス導入部２８に導入された酸素含有ガスは、収納室２７の側方における内壁２５と外壁２６とにより設けられ、酸素含有ガス導入部２８とつながる第１ガス流通部である酸素含有ガス流通部２９を上方に向けて流れる。続いて収納室２７の上方における内壁２５と外壁２６とにより設けられ、酸素含有ガス流通部２９とつながる第１ガス分配部である酸素含有ガス分配部３０を流れる。そして、酸素含有ガス分配部３０には、上端側に酸素含有ガスが流入するための酸素含有ガス流入口（図示せず）とフランジ部３１とを備え、下端部に燃料電池セル３の下端部に酸素含有ガスを導入するための酸素含有ガス流出口３２が設けられてなるガス供給部である酸素含有ガス供給部材２４が、内壁２５を貫通して挿入されて固定されている。それにより、酸素含有ガス分配部３０と酸素含有ガス供給部材２４とがつながっている。なお、フランジ部３１と内壁２５との間には断熱材３３が配置されている。
　なお、図４においては、酸素含有ガス供給部材２４が、収納容器１９の内部に並置された２つのセルスタック２間に位置するように配置されているが、セルスタック２の数により、適宜配置することができる。例えば、収納容器１９内にセルスタック２を１つだけ収納する場合には、酸素含有ガス供給部材２４を２つ設け、セルスタック２を両側面側から挟み込むように配置することができる。
　また収納室２７内には、モジュール１７内の熱が放散され、燃料電池セル３（セルスタック２）の温度が低下して発電効率が低下しないよう、モジュール１７内の温度を高温に維持するための断熱材３３が複数の箇所に設けられている。
　断熱材３３は、セルスタック２の近傍に配置することができる。例えば、燃料電池セル３の配列方向に沿ってセルスタック２の側面側に配置するとともに、セルスタック２の側面における燃料電池セル３の配列方向に沿った幅と同等またはそれ以上の幅を有する側方断熱材３３ａを配置する。なお、セルスタック２の両側面側に側方断熱材３３ａを配置することができる。それにより、セルスタック２の温度が低下することを効果的に抑制できる。さらには、酸素含有ガス供給部材２４より導入される酸素含有ガスが、セルスタック２の側面側より排出されることを抑制でき、セルスタック２を構成する燃料電池セル３間の酸素含有ガスの流れを促進することができる。なお、セルスタック２の両側面側に配置された側方断熱材３３ａにおいては、燃料電池セル３に供給される酸素含有ガスの流れを調整し、セルスタック２の長手方向および燃料電池セル３の積層方向における温度分布を低減するための開口部３４が設けられている。
　また、セルスタック装置１の下方には、セルスタック装置１が載置される載置面３３ｂ１を有する下方断熱材３３ｂ（第１断熱材）が配置される。本実施形態では、下方断熱材３３ｂの載置面３３ｂ１にマニホールド４の下面が直接接触するように、セルスタック装置１が載置される。下方断熱材３３ｂは、セルスタック装置１のマニホールド４下面からの放熱を抑制するとともに、セルスタック装置１を支持する支持部材として機能している。
　また、燃料電池セル３の配列方向に沿った内壁２５の内側には、排ガス用内壁３５が設けられており、収納室２７の側方における内壁２５と排ガス用内壁３５との間が、収納室２７内の排ガスが上方から下方に向けて流れる排ガス流通部３６とされている。
　また、収納室２７の下方であって、酸素含有ガス導入部２８の上方には、排ガス流通部３６とつながる排ガス収集部３７が設けられている。排ガス収集部３７は、収納容器１９の底部に設けられた排気孔３８と通じている。
　それにより、モジュール１７の稼動（起動処理時、発電時、停止処理時）に伴って生じる排ガスは、排ガス流通部３６、排ガス収集部３７を流れた後、排気孔３８より排気される構成となっている。なお、排気孔３８は収納容器１９の底部の一部を切り欠くようにして形成してもよく、また管状の部材を設けることにより形成してもよい。
　また、酸素含有ガス供給部材２４の内部には、セルスタック２近傍の温度を測定するための熱電対３９が、その測温部４０が燃料電池セル３の長手方向の中央部でかつ燃料電池セル３の配列方向における中央部に位置するように配置されている。
　また、上述の構成のモジュール１７においては、燃料電池セル３におけるガス流路１５より排出される、発電に使用されなかった燃料ガスと酸素含有ガスとを燃料電池セル３の上端と改質器２０との間で燃焼させることにより、燃料電池セル３の温度を上昇・維持させることができる。あわせて、燃料電池セル３（セルスタック２）の上方に配置された改質器２０を温めることができ、改質器２０で効率よく改質反応を行なうことができる。なお、通常発電時においては、上記燃焼や燃料電池セル３の発電に伴い、モジュール１７内の温度は５００～８００℃程度となる。
　図５は、下方断熱材周辺の拡大断面図である。セルスタック装置の下方に位置する断熱材は、セルスタック装置の自重によって変形したり、圧縮されるので、セルスタック装置の傾きや収納容器内での高さ位置の変動が生じる。セルスタック装置が傾くことで、燃料ガスや酸素含有ガスの供給に偏りが生じたり、高さ位置の変動によって、接続されている配管への外力の付加などが生じてしまう。
　本実施形態のモジュール１７は、下方断熱材３３ｂ内に配設される支持部材３３０を備えている。支持部材３３０は、下方断熱材３３ｂ内において、セルスタック装置１を支持可能に構成されている。セルスタック装置１の自重によって、または運転時の振動や地震などによって、下方断熱材３３ｂが、圧縮されるなどして変形してしまうおそれがある。下方断熱材３３ｂが変形すると、例えば、セルスタック装置１が傾き、供給された燃料ガスおよび酸素含有ガスがセルスタック２内で偏って、発電効率が低下してしまうおそれがある。また、セルスタック装置１が傾いたり、収納容器１９内での高さ位置が変化すると、原燃料供給管２３などの配管に外力が付加され、配管の折れ曲がり、破断などが生じてしまうおそれがある。
　本実施形態のように、下方断熱材３３ｂ内に支持部材３３０を配設しておくことで、下方断熱材３３ｂが変形した場合に、支持部材３３０が下方断熱材３３ｂの代わりにセルスタック装置１を支持する。これにより、セルスタック装置１のさらなる傾きおよび高さ位置の変化を低減することができる。
　本実施形態では、例えば、下方断熱材３３ｂの載置面３３ｂ１から載置面３３ｂ１と反対側の面まで厚み方向に貫通する貫通孔３３ｂ２が設けられており、支持部材３３０は、貫通孔３３ｂ２内に配設されている。支持部材３３０は、下方の排ガス用内壁３５上に載置され支持されている。なお、後述するが、下方断熱材３３ｂを保持する板状の棚板を設け、その棚板の上に下方断熱材３３ｂとセルスタック装置１とを載置してもよい。この場合、支持部材３３０は棚板に載置することもできる。
　なお、支持部材３３０は、貫通孔３３ｂ２ではなく、下方断熱材３３ｂに設けられた凹部内に配設されていてもよい。
　図６は、下方断熱材３３ｂを上方から見たときの平面図である。セルスタック装置１と支持部材３３０との平面視における位置関係がわかるように、セルスタック２およびマニホールド４を透過した図を示している。本例では、支持部材３３０を５つ配設しており、下方断熱材３３ｂの四隅に対応する位置と中心位置（重心位置）とに配設している。これに限らず支持部材３３０の数および配置位置は、これに限らず、１～４つでああってもよく、６つ以上であってもよく、セルスタック２に沿って列状に配置してもよい。
　本実施形態では、支持部材３３０は、例えば円柱状であるが、これに限らず角柱状などであってもよく、円錐台および角錐台などの錐台形状などであってもよい。また、支持部材３３０は、中実の柱状に限らず、中空の筒状などであってもよい。
　支持部材３３０の高さＨ２は、下方断熱材３３ｂの厚さＨ１と同じかまたは下方断熱材３３ｂの厚さＨ１より小さい。すなわち、Ｈ２≦Ｈ１であればよく、支持部材３３０による熱伝導を考慮すると、下方断熱材３３ｂが変形していない状態では、マニホールド４と支持部材３３０とが接触しないようにＨ２＜Ｈ１とすることができる。このとき、Ｈ２がＨ１よりも小さ過ぎると、下方断熱材３３ｂが変形しても、支持部材３３０とマニホールド４とが接触せず、セルスタック装置１の傾きなどを低減することができないおそれがある。それゆえ、例えば、Ｈ２／Ｈ１は０．９～１とすることができる。
　支持部材３３０を複数配設する場合は、全て同じ高さとしてもよく、配設する場所によって支持部材３３０の高さを変えてもよい。
　支持部材３３０を構成する材料は、厚み方向の強度を下方断熱材３３ｂと同程度以上とすることができるものであればよく、熱伝導性は、下方断熱材３３ｂと同程度以下とすることができる。支持部材３３０を構成する材料の強度が低すぎると、支持部材３３０自体が変形してしまい、セルスタック装置１の傾きなどを抑制する効果が低減する。また、熱伝導性が高すぎると、支持部材３３０とセルスタック装置１のマニホールド４とが接触したときに、支持部材３３０が伝熱経路となって、下方断熱材３３ｂによる放熱を抑制する効果が低減する。支持部材３３０を構成する材料としては、たとえば、高温耐熱性を有するセラミック材料、ステンレス鋼、その他、耐高温酸化材料などを用いることもできる。
　また、本実施形態の変形例としては、下方断熱材３３ｂのさらに下方に第２下方断熱材（第２断熱材）を設けてもよい。第２下方断熱材は、下方断熱材とは異なる厚み、異なる材料で構成されていてもよい。第２下方断熱材を設ける場合、下方断熱材３３ｂの貫通孔３３ｂ２内に配設される支持部材３３０は、排ガス用内壁３５の代わりに第２下方断熱材に支持される。
　さらに、本実施形態の変形例としては、図７の下方断熱材周辺の拡大断面図に示すように、下方断熱材３３ｂと第２下方断熱材３３ｃとの間に下方断熱材３３ｂを保持する板状部材からなる棚板７０を備えている。棚板７０は、排ガス用内壁３５などと同様の金属材料からなり、下方断熱材３３ｂの貫通孔３３ｂ２内に配設される支持部材３３０は、排ガス用内壁３５の代わりに棚板７０に支持される。
　ここで、第２下方断熱材３３ｃは、金属板である排ガス用内壁３５上に載置されて支持される。第２下方断熱材３３ｃの下方に配設された排ガス用内壁３５は、モジュール１７の組み立て時に加わる外力、燃料電池装置動作時の温度変化による熱収縮などによって変形する場合がある。この変形は、主に長手方向の中央部分、すなわち、セルスタック２の配列方向に平行な方向の中央部分が、第２下方断熱材３３ｃ側に盛り上がるような凸状の変形となることが多い。このような変形が生じると、第２下方断熱材３３ｃを下方から突き上げ、下方断熱材３３ｂの変形と同様にセルスタック装置１の傾きおよび高さ位置の変化が生じてしまう。
　第２下方断熱材３３ｃの下方の金属板、本例では排ガス用内壁３５の変形を吸収するために、例えば、第２下方断熱材３３ｃの排ガス用内壁３５に臨む側の中央部分に切り欠き部を設けることができる。第２下方断熱材３３ｃを厚み方向に一部を切り欠いた場合、図７に示すように切り欠き部３３ｃ１は、凹部状となる。
　排ガス用内壁３５が変形したとしても、凸状の変形部分が切り欠き部３３ｃ１内に収まれば、第２下方断熱材３３ｃが下方から突き上げられることを抑制することができる。
　さらに大きな排ガス用内壁３５の変形を吸収するためには、例えば、図８の下方断熱材周辺の拡大断面図に示すように、第２下方断熱材３３ｃを厚み方向に全部を切り欠くことで、切り欠き部３３ｃ２は、第２下方断熱材３３ｃを２つの部分に分割する分割溝状となる。
　排ガス用内壁３５がさらに大きく変形したとしても、凸状の変形部分が切り欠き部３３ｃ２内に収まれば、第２下方断熱材３３ｃが下方から突き上げられることを抑制することができる。
　また、排ガス用内壁３５の変形を吸収するための構成としては、切り欠き部を設ける以外に、第２下方断熱材３３ｃの中央部分の硬さを、他の部分の硬さよりも小さくする。
　このような構成とすれば、排ガス用内壁３５が変形したとしても、凸状の変形部分に追従して中央部分が凹むように変形し、他の部分は変形も変位もしないので、第２下方断熱材３３ｃが下方から突き上げられることを抑制することができる。
　図９は、本実施形態のモジュールの他の一例を示す断面図である。図９に示すモジュール４１は、図４に示すモジュール１７と比較して、収納室４２内に４つのセルスタック装置４３を備える点、４つのセルスタックの上方に１つの改質器４５が設けられている点、収納室４２の上方に、燃料電池セル３より排出される排ガスを回収する排ガス回収部６１を設けている点で異なっている。
　図４に示すモジュール１７に比べて、収納室４２内に複数のセルスタック装置４３を収納してなるモジュール４１においては、特に中央部側に位置するセルスタック装置４３における燃料電池セル３から、収納室４２の側方に位置する排ガス流通部３６までの距離が長くなってしまい、中央部側に位置するセルスタック装置４３における燃料電池セル３から排出される排ガスを、効率よく外部に排出することが難しい場合がある。
　それゆえ、図９に示す本実施形態の燃料電池モジュール４１においては、収納室４２の上方に、燃料電池セル３より排出される排ガスを回収する排ガス回収部６１を設け、排ガスを一旦排ガス回収部６１に回収したのちに排気する。それにより、効率よく排気ガスを排気することができる。
　また、図示していないが、改質器４５としては、Ｗ字状（ミアンダ形状）の改質器とすることができる。それ以外の構成については、図４に示すモジュール１７と同じであるため、各構成における説明は省略する。
　なお、図には示していないが、モジュール４１は、モジュール１７と同様に、下方断熱材３３ｂ内に配設される支持部材３３０を備えている。それにより、セルスタック装置４３のさらなる傾きおよび高さ位置の変化を低減することができる。また、モジュール４１は、モジュール１７と同様に、第２下方断熱材３３ｃをさらに備えていてもよく、棚板７０を備えていてもよい。このように、本実施形態の支持部材３３０は、セルスタックの数に関係なく、セルスタック装置１，４３のさらなる傾きおよび高さ位置の変化を低減することができる。
　なお、図には示していないが、モジュール４１においては、４つのセルスタック装置４３と１つの改質器４５とを１つの下方断熱材３３ｂ上に載置することもできる。この場合、特に下方断熱材３３ｂにおける変形が大きくなるおそれがある。これに対し、本実施形態のモジュール４１では、支持部材３３０を配設することで、より効果的にセルスタック装置４３のさらなる傾きおよび高さ位置の変化を低減することができる。すなわち、本実施形態の支持部材は、１つの下方断熱材に載置するセルスタック装置の数が多ければ多いほど、その効果はより強固なものとなる。
　図１０は、外装ケース内にモジュール１７、４１のいずれかと、各モジュールを動作させるための補機とを収納してなる燃料電池装置の一例を示す分解斜視図である。なお、図１０においては一部構成を省略して示している。
　図１０に示す燃料電池装置５３は、支柱５４と外装板５５とから構成される外装ケース内を仕切板５６により上下に区画し、その上方側を上述した各モジュールを収納するモジュール収納室５７とし、下方側を各モジュールを動作させるための補機類を収納する補機収納室５８として構成されている。なお、補機収納室５８に収納する補機類は省略して示している。
　また、仕切板５６には、補機収納室５８の空気をモジュール収納室５７側に流すための空気流通口５９が設けられており、モジュール収納室５７を構成する外装板５５の一部に、モジュール収納室５７内の空気を排気するための排気口６０が設けられている。
　このような燃料電池装置では、上述したような各モジュールを外装ケース内に収納することにより、発電効率を向上した燃料電池装置５３とすることができる。
　以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
　例えば、上記形態のモジュール４１では、４個のセルスタック装置の上方に１個の改質器を配置したセルスタック装置を具備する形態について説明したが、例えば、２個または３個のセルスタック装置の上方に１個の改質器を配置したセルスタック装置でも良く、さらに、５個以上のセルスタック装置の上方に１個の改質器を配置したセルスタック装置でも良い。この場合、改質器の形状は適宜変更すればよい。
　さらに、１個のマニホールド４に２個のセルスタック２を配置した形態について説明したが、１個のマニホールドに１個のセルスタックを配置しても良く、また、１個のマニホールドに３個以上のセルスタックを配置しても良い。
　さらに、上述の例ではいわゆる縦縞型と呼ばれる燃料電池セル３を用いて説明したが、一般に横縞型と呼ばれる複数の発電素子部を支持体上に設けてなる横縞型の燃料電池セルを用いることもできる。
　例えば、上記形態では燃料電池セル３、燃料電池セルスタック装置１、モジュール１７、４１ならびに燃料電池装置５３について説明したが、セルに水蒸気と電圧とを付与して水蒸気（水）を電気分解することにより、水素と酸素（Ｏ２）を生成する電解セル（ＳＯＥＣ）およびこの電解セルを備える電解セルスタック装置および電解モジュールならびに電解装置にも適用することができる。
　本開示は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本開示の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本開示の範囲内のものである。
１、４３：セルスタック装置
１７、４１：モジュール
３３ｂ：下方断熱材
３３ｂ１：載置面
３３０：支持部材

Claims (8)

  1. 　酸素含有ガスと燃料ガスとを用いて発電を行なうセルスタック装置と、
    　前記セルスタック装置が載置される載置面を有する第１断熱材と、
    　前記第１断熱材内に配設され、前記セルスタック装置を支持可能な支持部材と、を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。
  2. 　前記第１断熱材には、前記載置面から前記載置面と反対側の面まで貫通する貫通孔が設けられており、
    　前記支持部材は、前記貫通孔内に配設されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池モジュール。
  3. 　前記支持部材の高さは、前記第１断熱材の厚さと同じかまたは前記第１断熱材の厚さより小さいことを特徴とする請求項２記載の燃料電池モジュール。
  4. 　前記支持部材を複数有するとともに、
    　複数の前記支持部材は、高さが全て同じであることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池モジュール。
  5. 　前記第１断熱材の下方に配設された第２断熱材と、
    　前記第２断熱材の下方に配設された金属板であって、前記酸素含有ガスまたは前記セルスタック装置より排出される排ガスが流れる流路の一部を規定する金属板と、を備え、
    　前記第２断熱材は、前記金属板に臨む側の中央部分に切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の燃料電池モジュール。
  6. 　前記第１断熱材の下方に配設された第２断熱材と、
    　前記第２断熱材の下方に配設された金属板であって、前記酸素含有ガスまたは前記セルスタック装置より排出される排ガスが流れる流路の一部を規定する金属板と、を備え、
    　前記第２断熱材は、前記金属板に臨む側の中央部分の硬さが、前記金属板に臨む側の他の部分の硬さよりも小さいことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の燃料電池モジュール。
  7. 　前記第１断熱材と前記第２断熱材との間に、前記第１断熱材を保持する板状部材を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の燃料電池モジュール。
  8. 　請求項１～７のいずれか１つに記載の燃料電池モジュールと、
    　該燃料電池モジュールを作動させるための補機と、
    　前記燃料電池モジュールおよび前記補機を収容する外装ケースと、を備える燃料電池装置。
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