固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體氧化物型燃料電池裝置，尤其涉及在收容多個(gè)燃料電池單電池的模塊箱體的外部設(shè)置有蒸發(fā)器的固體氧化物型燃料電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]固體氧化物型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell:以下也稱為“SOFC”)裝置是將氧化物離子導(dǎo)電性固體電解質(zhì)用作電解質(zhì)，在其兩側(cè)安裝電極，在一側(cè)供給燃料氣體，在另一側(cè)供給氧化劑氣體(空氣、氧等)，并在較高的溫度下進(jìn)行動(dòng)作的燃料電池。
[0003]在日本國特開2012-221659號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中，記載有單電池燃燒器方式的固體氧化物型燃料電池裝置，其在模塊箱體內(nèi)配置有多個(gè)燃料電池單電池，并在這些多個(gè)燃料電池單電池的上方使未被利用于發(fā)電而剩余的燃料氣體(剩余氣體)燃燒，以便利用燃燒熱加熱模塊箱體內(nèi)的重整器。尤其，在專利文獻(xiàn)1所記載的固體氧化物型燃料電池裝置中，從如下觀點(diǎn)出發(fā)，即抑制因生成向重整器供給的水蒸氣的蒸發(fā)器(汽化器)奪走大量的周圍的熱量而引起的起動(dòng)工序中的模塊內(nèi)溫度的升溫性能的惡化、燃料電池模塊的溫度不均(熱不均)等觀點(diǎn)，而將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體外部的絕熱材料內(nèi)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本國特開2012-221659號(hào)公報(bào)
[0005]在此，以往是利用燃燒剩余氣體后的排放氣體來使氧化劑氣體升溫，具體而言，是使用換熱器(空氣換熱器)在排放氣體和換熱器內(nèi)的氧化劑氣體之間進(jìn)行熱交換來使氧化劑氣體升溫，并通過將該氧化劑氣體供給到燃料電池單電池來實(shí)現(xiàn)在起動(dòng)時(shí)等的固體氧化物型燃料電池裝置的運(yùn)行溫度的上升。在所述的專利文獻(xiàn)1所記載的固體氧化物型燃料電池裝置中，將換熱器設(shè)置在排放氣體的流動(dòng)方向上蒸發(fā)器的下游側(cè)，也就是說，將蒸發(fā)器中進(jìn)行熱交換后的排放氣體供給到換熱器，并在該排放氣體和氧化劑氣體之間進(jìn)行熱交換。
[0006]但是，在將換熱器設(shè)置在蒸發(fā)器的下游側(cè)的專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)成中，由于在上游側(cè)的蒸發(fā)器中奪走了大量的排放氣體的熱，因此下游側(cè)的換熱器中的熱交換性(熱的回收性能)降低，從而不能在換熱器中使氧化劑氣體適當(dāng)?shù)厣郎?。因此，不能迅速地提高在起?dòng)時(shí)等的固體氧化物型燃料電池裝置的運(yùn)行溫度，從而導(dǎo)致在起動(dòng)時(shí)的升溫上花費(fèi)時(shí)間。此外，在試圖加快起動(dòng)時(shí)的升溫時(shí)，需要更多地導(dǎo)入熱量自足用的剩余氣體等，則存在有提高固體氧化物型燃料電池裝置的運(yùn)行成本的傾向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因而，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種在能夠解除燃料電池模塊的溫度不均的同時(shí)，確保蒸發(fā)器中的水的蒸發(fā)性能，并同時(shí)提高換熱器中的熱交換性以便使其在起動(dòng)時(shí)有效地升溫，且能夠降低發(fā)電時(shí)的運(yùn)行成本(提高發(fā)電效率)的固體氧化物型燃料電池裝置。
[0008]為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明提供一種固體氧化物型燃料電池裝置，在利用燃料氣體和氧化劑氣體的反應(yīng)來進(jìn)行發(fā)電的固體氧化物型燃料電池裝置中，其特征在于，具有:相互電連接的多個(gè)燃料電池單電池；模塊箱體，收容多個(gè)燃料電池單電池；絕熱材料，被設(shè)置為覆蓋模塊箱體的周圍；氧化劑氣體供給通路，將氧化劑氣體供給到多個(gè)燃料電池單電池；燃料氣體供給通路，將燃料氣體供給到多個(gè)燃料電池單電池；重整器，被配置在模塊箱體內(nèi)，利用水蒸氣對原燃料氣體進(jìn)行重整從而生成燃料氣體，并將該燃料氣體供給到燃料氣體供給通路；燃燒部，使在多個(gè)燃料電池單電池中在發(fā)電中未被利用而剩余的燃料氣體燃燒，以便利用燃燒熱加熱重整器；排氣通路，其為從模塊箱體應(yīng)該排出的排放氣體所流經(jīng)的排氣通路，排氣通路其周圍的至少一部分被絕熱材料覆蓋；換熱器，其被供給氧化劑氣體，且被設(shè)置于排氣通路，以便在該氧化劑氣體和流經(jīng)排氣通路內(nèi)的排放氣體之間進(jìn)行熱交換，并將熱交換后的氧化劑氣體供給到氧化劑氣體供給通路，且被配置為其周圍的至少一部分被絕熱材料覆蓋；蒸發(fā)器，其被供給水，且被設(shè)置于排氣通路，以便在該水和流經(jīng)排氣通路內(nèi)的排放氣體即剛剛在換熱器中熱交換之后的排放氣體之間進(jìn)行熱交換，利用熱交換來使水蒸發(fā)從而生成水蒸氣，并將該水蒸氣供給到重整器，蒸發(fā)器被配置在絕熱材料內(nèi)且在模塊箱體的外部。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)閷⒄舭l(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部的絕熱材料內(nèi)，所以能夠解除如上所述的在將蒸發(fā)器配置在模塊箱體的內(nèi)部時(shí)可能發(fā)生的燃料電池單電池的溫度不均(熱不均)。此外，在這樣將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部的情況下，因?yàn)榕c將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的內(nèi)部的情況相比，能夠較高地維持模塊箱體內(nèi)的排放氣體的溫度，所以通過將該較高溫度的排放氣體供給到換熱器，從而能夠使換熱器中的熱交換性提高。因此，根據(jù)本發(fā)明能夠向燃料電池單電池供給用換熱器適當(dāng)?shù)厣郎睾蟮难趸瘎怏w，從而能夠?qū)崿F(xiàn)迅速地進(jìn)行固體氧化物型燃料電池裝置的起動(dòng)時(shí)的升溫、及降低發(fā)電時(shí)的運(yùn)行成本(提尚發(fā)電效率)。
尤其在本發(fā)明中，因?yàn)閷Q熱器設(shè)置于排放氣體的流動(dòng)方向的與蒸發(fā)器相比更靠上游偵h從而將用蒸發(fā)器熱交換前的排放氣體供給到換熱器，所以與將換熱器設(shè)置在比蒸發(fā)器更靠下游側(cè)的構(gòu)成(例如專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)成)相比，能夠?qū)⒏邷氐呐欧艢怏w供給到換熱器。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠在換熱器中使氧化劑氣體更加有效地升溫，并能夠在起動(dòng)時(shí)使固體氧化物型燃料電池裝置更高地升溫。并且，在本發(fā)明中，由于在排放氣體的流動(dòng)方向上將蒸發(fā)器配置在換熱器的正下方，且將蒸發(fā)器設(shè)置在絕熱材料內(nèi)，因此，在換熱器和蒸發(fā)器之間不進(jìn)行排放氣體的無用的熱交換，也因此能夠適當(dāng)?shù)卮_保蒸發(fā)器中的水的蒸發(fā)性會(huì)K。
由此，根據(jù)本發(fā)明，即使是排氣溫度低的起動(dòng)工序，也能夠確保穩(wěn)定的氧化劑氣體的升溫性能(換言之是系統(tǒng)的升溫性能)及水的蒸發(fā)性能。
[0009]在本發(fā)明中，優(yōu)選在位于模塊箱體一側(cè)的蒸發(fā)器的下層形成有構(gòu)成所述排氣通路的一部分且排放氣體所流經(jīng)的排氣通路部，并在位于該排氣通路部的上部的蒸發(fā)器的上層形成有:蒸發(fā)部，使水蒸發(fā)從而生成水蒸氣；及混合部，使該水蒸氣和原燃料氣體混合，且還具有混合氣體供給管，其將水蒸氣和原燃料氣體的混合氣體從蒸發(fā)器的混合部供給到重整器，混合氣體供給管以通過蒸發(fā)器的排氣通路部內(nèi)的方式延伸。
在如上所述地將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部時(shí)，可能產(chǎn)生在從蒸發(fā)器向重整器供給混合氣體的過程中混合氣體的溫度降低(此時(shí)，也存在混合氣體中的水蒸氣進(jìn)行液化可能性)，導(dǎo)致重整器的溫度下降且重整性能降低這樣的問題，但根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，因?yàn)槭惯B通模塊箱體的外部的蒸發(fā)器和模塊箱體的內(nèi)部的重整器的混合氣體供給管流經(jīng)蒸發(fā)器的排氣通路部內(nèi)，由于流經(jīng)該排氣通路部內(nèi)的排放氣體流過混合氣體供給管的一部分的周圍，所以能夠利用排放氣體使混合氣體供給管內(nèi)的混合氣體升溫。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⑸郎睾蟮幕旌蠚怏w供給到重整器，并能夠解除上述這樣的將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部時(shí)的問題。具體而言，能夠抑制供給到重整器的混合氣體的溫度降低，尤其是能夠抑制混合氣體中的水蒸氣的液化，并能夠確保重整器中的重整性能。
[0010]在本發(fā)明中，優(yōu)選所述混合氣體供給管構(gòu)成為，在所述蒸發(fā)器的排氣通路部中，通過排放氣體的流動(dòng)方向的上游側(cè)的部分。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)闃?gòu)成為使混合氣體供給管通過蒸發(fā)器的排氣通路部的上游側(cè)的部分，并使在蒸發(fā)器的蒸發(fā)部中未被用于熱交換的排放氣體流過混合氣體供給管的一部分的周圍，所以能夠利用排放氣體使混合氣體供給管內(nèi)的混合氣體有效地升溫。因此，能夠更有效地抑制供給到重整器的混合氣體的溫度降低，尤其是能夠切實(shí)地抑制混合氣體中的水蒸氣的液化。
[0011]在本發(fā)明中，優(yōu)選在位于模塊箱體側(cè)的換熱器的下層形成有構(gòu)成所述排氣通路的一部分且排放氣體所流經(jīng)的排氣通路部，并在位于該排氣通路部的上部的換熱器的上層形成有氧化劑氣體所流經(jīng)的氧化劑氣體通路部，換熱器和蒸發(fā)器在水平方向上被并排配置，換熱器的排氣通路部及蒸發(fā)器的排氣通路部是分別沿水平方向形成。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)樵谒椒较蛏喜⑴排渲脫Q熱器和蒸發(fā)器，同時(shí)又在換熱器及蒸發(fā)器的各自的下層沿水平方向形成有排氣通路部，所以能夠使絕熱材料的配置結(jié)構(gòu)及排放氣體的處理最優(yōu)化，并抑制無用的熱交換。因而，在能夠使固體氧化物型燃料電池裝置小型化的同時(shí)，能夠有效地使用排放氣體的熱量在換熱器及蒸發(fā)器中進(jìn)行熱交換。
[0012]在本發(fā)明中，優(yōu)選具有換熱器和蒸發(fā)器一體形成的熱交換模塊，該熱交換模塊的上部具有開放的大致U字截面形狀，并通過在水平方向上延伸的箱體構(gòu)成換熱器的排氣通路部及蒸發(fā)器的排氣通路部雙方，并且固定有換熱器的氧化劑氣體通路部和蒸發(fā)器的蒸發(fā)部及混合部，以便覆蓋箱體的開放部。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)槭褂脫Q熱器和蒸發(fā)器一體形成的熱交換模塊，并利用具有上部開放的大致U字截面形狀的箱體構(gòu)成了換熱器的排氣通路部及蒸發(fā)器的排氣通路部，所以能夠利用一個(gè)箱體制作換熱器及蒸發(fā)器的各自的排氣通路部，從而可實(shí)現(xiàn)固體氧化物型燃料電池裝置的小型化及低成本化。此外，因?yàn)橐愿采w該熱交換模塊的箱體的開放部的方式對換熱器的氧化劑氣體通路部和蒸發(fā)器的蒸發(fā)部及混合部進(jìn)行了固定，所以能夠簡化換熱器的氧化劑氣體通路部和蒸發(fā)器的蒸發(fā)部及混合部的支撐，從而可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的小型化及低成本化。
[0013]在本發(fā)明中，優(yōu)選重整器在模塊箱體內(nèi)被配置在水平方向上，排氣通路被設(shè)置在比重整器更靠上方，換熱器被配置在比重整器更靠上方，蒸發(fā)器被配置在比重整器更靠上方，且還具有以在上下方向上橫穿絕熱材料及模塊箱體內(nèi)的方式延伸，連結(jié)蒸發(fā)器和重整器，從蒸發(fā)器向重整器供給水蒸氣的氣體供給管，蒸發(fā)器被配置為，與在重整器的來自氣體供給管的水蒸氣所流入的入口側(cè)相對應(yīng)的模塊箱體上方的位置上。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)閷⒄舭l(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部，所以能夠更高地維持模塊箱體內(nèi)的排放氣體的溫度，并能夠通過將該高溫的排放氣體供給到換熱器，而使換熱器中的熱交換性提高。因此，能夠向燃料電池單電池供給用換熱器適當(dāng)?shù)厣郎睾蟮难趸瘎怏w，并能夠穩(wěn)定地且迅速地進(jìn)行固體氧化物型燃料電池裝置的起動(dòng)時(shí)的升溫。但是，在這樣地將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部時(shí)，如上所述，在從蒸發(fā)器向重整器供給水蒸氣的過程中水蒸氣的溫度降低，因低溫的水蒸氣而重整器的溫度下降，導(dǎo)致重整器的重整性能降低。在最壞的情況下，存在有水蒸氣在蒸發(fā)器和重整器之間液化，且液化后的水被供給到重整器，導(dǎo)致重整器劣化的可能性。因此，本發(fā)明應(yīng)用了可解決這樣的問題的構(gòu)成。
具體而言，在本發(fā)明中，將蒸發(fā)器配置在模塊箱體上方的絕熱材料內(nèi)且與向重整器供給水蒸氣的入口(氣體供給口)側(cè)相對應(yīng)，并且利用在上下方向上橫穿絕熱材料及模塊箱體內(nèi)的氣體供給管連結(jié)了蒸發(fā)器和重整器的入口。由此，能夠通過使蒸發(fā)器和重整器的入口的位置關(guān)系最優(yōu)化這樣的簡單的構(gòu)成來使氣體供給管最短，并能夠解決將上述這樣的蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部時(shí)的問題。具體而言，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)闅怏w供給管是以經(jīng)過最短路徑的方式構(gòu)成的，所以能夠抑制從氣體供給管向重整器供給的水蒸氣的溫度降低，尤其是能夠抑制在氣體供給管通過中水蒸氣的液化，從而能夠確保重整器中的重整性能。
并且，在本發(fā)明中，因?yàn)閷⑸鲜龅臍怏w供給管構(gòu)成為橫穿模塊箱體內(nèi)，即因?yàn)閷怏w供給管構(gòu)成為在與重整器連接的過程中使其在模塊箱體內(nèi)通過，所以能夠利用模塊箱體內(nèi)的排放氣體加熱氣體供給管內(nèi)的水蒸氣，從而能夠?qū)⑸郎睾蟮乃魵夤┙o到重整器。因而，根據(jù)本發(fā)明，即使是將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部的構(gòu)成，也能夠通過簡單的構(gòu)成實(shí)現(xiàn)重整器中的高重整性能。
[0014]在本發(fā)明中，優(yōu)選在與重整器的水平方向上的一側(cè)端側(cè)相對應(yīng)的模塊箱體的位置上，形成有與排氣通路連通且使排放氣體向該排氣通路流出的排氣口，在重整器的水平方向上的另一側(cè)端側(cè)的位置上，形成有與氣體供給管連通且來自該氣體供給管的水蒸氣向重整器內(nèi)流入的氣體供給口，在排氣口的上方配置有換熱器，且在氣體供給口的上方配置有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器被設(shè)置于排氣通路，以便與在換熱器中熱交換后的排放氣體之間進(jìn)行熱交換。
根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，因?yàn)閷⑴艢饪谛纬稍谂c重整器上設(shè)置有氣體供給口一側(cè)的相反側(cè)相對應(yīng)的模塊箱體的頂板上的位置上，且將換熱器配置在該排氣口的上方，由于模塊箱體內(nèi)的排放氣體以最短距離被供給到換熱器，所以在能夠向換熱器供給高溫的排放氣體的同時(shí)，僅通過配置排氣口及換熱器的措施，就能夠加長換熱器的在氧化劑氣體和排放氣體之間進(jìn)行熱交換的距離。因而，根據(jù)本發(fā)明，通過簡單的構(gòu)成，即使是起動(dòng)工序中的熱量小的排放氣體，也能夠使氧化劑氣體適當(dāng)?shù)厣郎?。因而，在能夠縮短起動(dòng)時(shí)的升溫時(shí)間的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定起動(dòng)。并且，根據(jù)本發(fā)明，由于將蒸發(fā)器配置在換熱器的下游側(cè)且重整器的入口(氣體供給口)側(cè)，因此能夠抑制換熱器和蒸發(fā)器之間的無用的熱交換，并確保蒸發(fā)器中的穩(wěn)定的蒸發(fā)性能。
[0015]在本發(fā)明中，優(yōu)選在蒸發(fā)器上，形成有:蒸發(fā)部，使水蒸發(fā)從而生成水蒸氣；及混合部，被設(shè)置在比該蒸發(fā)部更靠排放氣體的流動(dòng)方向的上游側(cè)的位置上，且在與蒸發(fā)部相比離換熱器更近一側(cè)的位置上，并使水蒸氣和原燃料氣體混合，蒸發(fā)器的混合部連接有氣體供給管，使水蒸氣和原燃料氣體的混合氣體向氣體供給管流出的出口被配置為，在上下方向上與重整器的氣體供給口相對應(yīng)，氣體供給管沿垂直方向被配置為，在上下方向上橫穿模塊箱體內(nèi)。 根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，因?yàn)閷⒄舭l(fā)器的混合部配置在排放氣體的流動(dòng)方向的上游偵h并介由氣體供給管將混合氣體從該混合部供給到重整器，所以能夠在下游側(cè)的蒸發(fā)部中的未被用于汽化的較高溫度的排放氣體和在混合部的溫度容易提高的處于氣體狀態(tài)的混合氣體之間進(jìn)行熱交換，從而能夠在混合部中使混合氣體適當(dāng)?shù)厣郎亍Ｒ蚨?，能夠有效地使重整器的重整性能穩(wěn)定化。此外，在這樣的構(gòu)成中，因?yàn)槭箽怏w供給管通過更短的最短路徑，所以能夠有效地抑制混合氣體的溫度降低。
[0016]在本發(fā)明中，優(yōu)選氣體供給管的混合氣體的流動(dòng)方向的上游側(cè)的端部被設(shè)置為，向比蒸發(fā)器的蒸發(fā)部及混合部的底面更上方突出。
在如上所述將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部時(shí)，存在有蒸發(fā)器中的汽化性能降低，導(dǎo)致因?yàn)槠舆t而引起水在氣體供給管中落下并被供給到重整器從而產(chǎn)生混合不良的危險(xiǎn)，但根據(jù)本發(fā)明，由于將氣體供給管的上游側(cè)的端部設(shè)置為向比蒸發(fā)器的蒸發(fā)部及混合部的底面更上方突出，因此通過配設(shè)氣體供給管的措施，用簡單的構(gòu)成就能夠抑制水在氣體供給管內(nèi)落下并被供給到重整器。
[0017]在本發(fā)明中，優(yōu)選氣體供給管在位于模塊箱體內(nèi)的部分上，具備吸收熱膨脹差的熱膨脹吸收部。
如上所述，當(dāng)將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體外，且將重整器設(shè)置在模塊箱體內(nèi)，并通過橫穿模塊箱體內(nèi)的氣體供給管將它們連結(jié)時(shí)，則存在有因較大的溫度差，而在氣體供給管上施加有因膨脹差而產(chǎn)生的應(yīng)力，從而導(dǎo)致劣化的危險(xiǎn)，但根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樵跉怏w供給管的位于模塊箱體內(nèi)的部分上設(shè)置有熱膨脹吸收部，所以能夠適當(dāng)?shù)匾种七@樣的因大的溫度差而導(dǎo)致的氣體供給管的劣化。
[0018]在本發(fā)明中，優(yōu)選在重整器上，形成有以在上下方向上貫通該重整器的方式延伸且使排放氣體通過的貫通孔，氣體供給管被配置為，在重整器的貫通孔內(nèi)通過并與重整器的氣體供給口連接。
根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，因?yàn)閷怏w供給管配置為在重整器上設(shè)置的貫通孔內(nèi)通過，所以在能夠使氣體供給管成為更短的最短路徑的同時(shí)，能夠利用排放氣體有效地加熱模塊箱體內(nèi)的氣體供給管內(nèi)的混合氣體。
[0019]在本發(fā)明中，優(yōu)選重整器在模塊箱體內(nèi)被配置在水平方向上，排氣通路被設(shè)置在比重整器更靠上方，換熱器被配置在比重整器更靠上方，蒸發(fā)器被配置在比重整器更靠上方，在蒸發(fā)器上，形成有:蒸發(fā)部，使水蒸發(fā)從而生成水蒸氣；及混合部，使該水蒸氣和原燃料氣體混合，且還具有以在上下方向上橫穿絕熱材料及模塊箱體內(nèi)的方式延伸，連結(jié)蒸發(fā)器的混合部和重整器，從蒸發(fā)器的混合部向重整器供給混合氣體的混合氣體供給管，在重整器上，形成有:預(yù)熱部，被設(shè)置在從混合氣體供給管混合氣體所流入的入口側(cè)，對該流入的混合氣體進(jìn)行預(yù)熱；及重整部，被設(shè)置在混合氣體的流動(dòng)方向的比預(yù)熱部更靠下游側(cè)，并填充有重整催化劑。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)閷⒄舭l(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部，所以能夠更高地維持模塊箱體內(nèi)的排放氣體的溫度，并能夠通過將該高溫的排放氣體供給到換熱器來使換熱器中的熱交換性提高。因此，能夠向燃料電池單電池供給以換熱器適當(dāng)?shù)厣郎睾蟮难趸瘎怏w，從而能夠穩(wěn)定地且迅速地進(jìn)行固體氧化物型燃料電池裝置的起動(dòng)時(shí)的升溫。但是，在這樣地將蒸發(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部的情況下，如上所述存在有在從蒸發(fā)器向重整器供給水蒸氣的過程中水蒸氣的溫度降低，因低溫的水蒸氣而重整器的溫度下降，從而導(dǎo)致重整器的重整性能降低的情況。在最壞的情況下，存在有水蒸氣在蒸發(fā)器和重整器之間液化且液化后的水被供給到重整器而導(dǎo)致重整器劣化的可能性。因此，本發(fā)明應(yīng)用了可解決這樣的問題的構(gòu)成。
具體而言，在本發(fā)明中，將連通蒸發(fā)器和重整器的混合氣體供給管構(gòu)成為橫穿模塊箱體內(nèi)，即構(gòu)成為在將混合氣體供給管與重整器連接過程中使其在模塊箱體內(nèi)通過，從而利用模塊箱體內(nèi)的排放氣體加熱混合氣體供給管內(nèi)的混合氣體。在此之外，在本發(fā)明中，將預(yù)熱部設(shè)置在重整器中的混合氣體的流動(dòng)方向的重整部的上游側(cè)，從而利用模塊箱體內(nèi)的排放氣體加熱重整器的預(yù)熱部內(nèi)的混合氣體。根據(jù)這樣的本發(fā)明，能夠在混合氣體供給管及重整器的預(yù)熱部中使向重整器的重整部供給的混合氣體切實(shí)地升溫到適當(dāng)?shù)臏囟?此時(shí)，當(dāng)然不會(huì)導(dǎo)致水蒸氣的液化)，從而能夠有效地使重整部中的重整性能穩(wěn)定化。
并且，根據(jù)本發(fā)明，能夠在使混合氣體流過蒸發(fā)器的混合部、一端與該混合部連接的細(xì)長的混合氣體供給管、連接該混合氣體供給管的另一端的重整器的預(yù)熱部的過程中，提高向重整器的重整部供給的混合氣體的混合性。
[0020]在本發(fā)明中，優(yōu)選重整器的預(yù)熱部被配置在，多個(gè)燃料電池單電池的上端的正上方且在暴露于通過燃燒部而產(chǎn)生的燃燒熱及排放氣體的位置上，且還具有設(shè)置于模塊箱體內(nèi)，使通過燃燒部而產(chǎn)生的排放氣體的氣流指向重整器的預(yù)熱部的排放氣體指向單元。
根據(jù)如此構(gòu)成的本發(fā)明，因?yàn)閷⒅卣鞯念A(yù)熱部配置在多個(gè)燃料電池單電池的上端的正上方且在暴露于通過燃燒部產(chǎn)生的燃燒熱及排放氣體的位置上，所以能夠在重整器的預(yù)熱部中使混合氣體適當(dāng)?shù)厣郎兀⒛軌蚪獬鲜龅脑趯⒄舭l(fā)器設(shè)置在模塊箱體的外部時(shí)的問題。尤其，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槔门欧艢怏w指向單元，積極地使燃燒部中生成的排放氣體指向重整器的預(yù)熱部，所以即使利用起動(dòng)工序中的熱量小的排放氣體，也能夠使向重整器的重整部供給的混合氣體切實(shí)地升溫，且迅速地使重整部中的重整性能穩(wěn)定化。
[0021]在本發(fā)明中，優(yōu)選在比重整器更靠上方的模塊箱體上的位置上，形成有與排氣通路連通，且使排放氣體向該排氣通路流出的排氣口，且構(gòu)成為，通過排放氣體指向單元，指向重整器的預(yù)熱部的排放氣體在與該預(yù)熱部相