燃料电池模块以及燃料电池装置的制作方法

本公开涉及燃料电池模块以及燃料电池装置。

背景技术：

近年来，作为下一代能源，提出了各种燃料电池模块或在外装壳体内收纳燃料电池模块而成的燃料电池装置，燃料电池模块在收纳装置内收纳具备燃料电池单元的电池单元堆装置而成，该燃料电池单元能利用燃料气体(含氢气体)和空气(含氧气体)获得电力。

燃料电池模块是在收纳容器内收纳电池单元堆装置的结构，预先在收纳容器内形成用于向电池单元堆装置提供含氧气体的流路以及用于向外部排出废气的流路的全部(例如参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2012-28099号公报

技术实现要素：

本公开的一个方式的燃料电池模块具备收纳容器和电池单元堆。所述收纳容器由一面开口的箱体和堵塞该开口的盖体构成。所述电池单元堆被收纳在设于所述收纳容器内的收纳室中。所述电池单元堆将利用燃料气体和含氧气体进行发电的多个燃料电池单元排列并对它们彼此进行电连接而成。所述盖体具备：第1气体流路，流过从所述含氧气体以及所述收纳室排出的废气当中任意一方的气体。

另外，本公开的一个方式的燃料电池装置具备：上述的燃料电池模块；用于使该燃料电池模块工作的配件；和容纳所述燃料电池模块以及所述配件的外装壳体。

附图说明

图1是表示本实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图2是表示本实施方式的燃料电池模块的一例的分解立体图。

图3是表示其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图4是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图5是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图6是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的上部放大剖视图。

图7是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图8是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图9是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图10是表示又一其他实施方式的燃料电池模块的一例的剖视图。

图11是表示摘取了又一其他实施方式的燃料电池模块的一部分的一例的侧视图。

图12是表示摘取了又一其他实施方式的燃料电池模块的一部分的其他一例的侧视图。

图13a是表示摘取了又一其他实施方式的燃料电池模块的一部分的又一其他一例的剖视图。

图13b是表示摘取了又一其他实施方式的燃料电池模块的一部分的又一其他一例的侧视图。

图13c是表示摘取了又一其他实施方式的燃料电池模块的一部分的又一其他一例的与图13b不同视点的侧视图。

图14是表示本实施方式的燃料电池装置的一例的透视立体图。

具体实施方式

本实施方式的燃料电池模块构成为在收纳容器内部的收纳室内收纳了电池单元堆，该电池单元堆对利用燃料气体和含氧气体进行发电的多个燃料电池单元彼此进行电连接而成。

图1是表示本实施方式的一例的燃料电池模块1的剖视图，图2是燃料电池模块1的分解立体图。

图1、2所示的电池单元堆装置10以竖竖直设置置的状态将具有燃料气体在内部从一端流通到另一端的气体流路的中空平板型柱状的燃料电池单元3排列成一列，在排列方向上相邻的燃料电池单元3彼此隔着导电构件被串联电连接。在燃料电池单元3的下端配置有利用绝缘性粘接材料固定于歧管9而成的一列电池单元堆4。另外，作为燃料电池单元3，只要是柱状即可，例如也适用圆筒型或横条型。

在电池单元堆4的上方配置用于生成提供给燃料电池单元3的燃料气体的改性器18来作为电池单元堆装置10，并将其收纳于收纳容器2内。

改性器18将经由原燃料供给管提供的天然气或煤油等原燃料改性来生成燃料气体。另外，改性器18可以是能进行改性效率良好的改性反应、即水蒸气改性的结构。改性器18具备：用于使水气化的气化部18a；和配置用于将原燃料改性成燃料气体的改性催化剂的改性部18b。

收纳容器2由一面开口的箱体21和堵塞箱体21的开口21a的盖体22构成。在本实施方式中，箱体21是长方体形状，长方体的6面当中面积最大的一对面中的一个面开口。与开口21a对置的另一个面21b是箱体21的底面21b，其他四个面是箱体21的侧面。

燃料电池模块1在工作时，如图2所示，歧管9位于电池单元堆4的下方，改性器18位于电池单元堆4的上方。从电池单元堆4的燃料电池单元3的排列方向侧观察时，箱体21的开口21a和底面21b分别位于左右方向、即侧方。另外，由于盖体22堵塞开口21a，因此在工作时，盖体22和底面21b分别位于侧方。

在本实施方式的燃料电池模块1中，在改性器18与电池单元堆4(燃料电池单元3)之间设置有燃烧部20。通过使燃料电池单元3中未在发电中使用的燃料气体在燃烧部20燃烧，从而能使改性器18的温度、收纳容器2内的温度有效地上升。

关于燃料电池模块1中的含氧气体以及废气的流动，将与各自流路的结构一起进行说明。在本实施方式中，含氧气体是存在于燃料电池模块1的外部的空气。用于将该空气从外部提供到燃料电池模块内的管状的导入部23设于盖体22的外表面。

盖体22具备含氧气体以及从收纳室11排出的废气当中的任一方气体流过的第1气体流路24。另外，在本实施方式中，还具备与第1气体流路24相邻配置的第2气体流路25，在其中流过含氧气体以及废气当中任意另一方气体。另外，通过与第1气体流路24隔着间隙配置后述的第2隔热材料41，还能取代第2气体流路25，将该间隙作为含氧气体以及废气当中任意另一方气体流过的第5气体流路。另外，在本实施方式中，将设于外侧方侧的气体流路作为第1气体流路24，在第1气体流路24中流过含氧气体、即空气。另外，将设于内侧方侧、即箱体21侧的气体流路作为第2气体流路25，在第2气体流路25中流过废气。另外，图中示出了在盖体22的外侧(外表面侧)设置第1气体流路24、在内侧(箱体21侧)设置第2气体流路25的例子，但还可以是将第1气体流路和第2气体流路设于盖体22的外侧(外表面侧)或盖体22的内侧(箱体21侧)的结构。

在本实施方式中，盖体22包括：用于堵塞箱体21的开口21a的平板状的盖体主体22a；设于与盖体主体22a的面向外侧方的外表面侧且规定第1气体流路24的第1流路构件24a；和设于面向箱体21的内表面侧且规定第2气体流路25的第2流路构件25a。第1流路构件24a以及第2流路构件25a都是大致矩形板状的构件，在四个边，在第1流路构件24a的第1面(一个主面)24aa侧以及第2流路构件25a的第1面(一个主面)25aa侧设有竖直设置了与流路宽度相应的量的部分。通过将竖直设置的四个边部分与盖体主体22a的内表面或外表面接合，盖体主体22a与第1流路构件24a之间的间隙成为第1气体流路24，盖体主体22a与第2流路构件25a之间的间隙成为第2气体流路25。即，在本实施方式中，盖体主体22a是划分第1气体流路24和第2气体流路25的流路划分部。

在本实施方式的燃料电池模块1中，通过将第1流路构件24a和第2流路构件25a在其间设置间隙并重合且接合到平板状的盖体主体22a，能容易形成空气的流路和废气的流路。另外，通过在盖体22设置气体流路，能减少设于箱体21的气体流路，能使箱体21的结构变成简单的结构。

在本实施方式中，用于导入空气的导入部23与第1气体流路24连通。导入部23例如设于盖体22的下方端部，从导入部23导入的空气在第1气体流路24中从下方流向上方。另外，还能使第1气体流路24变成蜿蜒流路。并且，在第1气体流路24的上方端部，为了使空气流入收纳容器2的内部、即盖体22的内侧方，在盖体主体22a的上方端部设置沿厚度方向(左右方向)贯通的孔、狭缝等流入口22b。在本实施方式中，作为流入口22b，设置有沿着电池单元堆4的燃料电池单元3的排列方向并排配置的多个贯通孔。通过做出设置了多个贯通孔的结构，抑制了机械强度的下降，能使足够量的空气流入盖体22的内侧方。

从流入口22b流入至收纳容器2的内部的空气在改性器18的上方经由形成于箱体21内的第3气体流路26，越过改性器18、电池单元堆4而流到箱体21的底面侧。另外，第3气体流路26是由第3流路构件26a规定的，该第3流路构件26a由平行于箱体21的内侧面当中与改性器18对置的内侧面、即工作时位于上部的内侧面的板状构件构成。

第3气体流路26在流动方向下游侧，在改性器18及电池单元堆4与底面21b之间的位置处，与含氧气体导入板27连接。含氧气体导入板27例如是将两个板状构件隔着间隙接合外周来得到的，只有与第3气体流路26连通的部分以及用于向电池单元堆4提供作为含氧气体的空气的含氧气体导入口27a被开放，除此以外都被堵塞。

第3气体流路26设于燃料电池单元3的长边方向一端侧、即上方侧，导入部23以及含氧气体导入口27a设于燃料电池单元3的长边方向另一端、即下方侧。

含氧气体导入板27在设于第3流路构件26a的连通孔26b中与第3气体流路26连接，流过第3气体流路26的空气通过连通孔26b后流入含氧气体导入板27内。

在本实施方式中，第3气体流路26具有：从第1气体流路24连接到含氧气体导入板27的主流路部分26c；和从含氧气体导入板27与主流路部分26c相连接的位置进一步向箱体21的底面21b侧延伸的延伸部分26d。另外，也可以不设置延伸部分26d，第3气体流路26仅由主流路部分26c构成。

流入含氧气体导入板27的空气沿着箱体21的底面21b流向下方，从设于流动方向下游端部的含氧气体导入口27a被喷出，被提供到电池单元堆4的燃料电池单元3之间。含氧气体导入板27的下端延伸到歧管9，从含氧气体导入口27a喷出的空气被提供到电池单元堆4的固定于歧管9的下方端部附近。通过含氧气体导入板27的下端延伸到歧管9，即使含氧气体导入板27因热变形，也因与歧管9抵接，因此能抑制进一步的变形。另外，含氧气体导入板27的下端可以以构成为预先与歧管9的缘部抵接。由此能进一步抑制热等引起的含氧气体导入板27的变形或移动，并能进一步可靠地固定要抵接的歧管9的位置。因此，本实施方式的燃料电池模块1即使进行输送等，也会牢固地固定电池单元堆装置10，可防止振动或晃动等引起的移动。

提供到燃料电池单元3间的空气在燃料电池单元3中与从改性器18经由歧管9提供的燃料气体一起被供应于发电反应中，在各燃料电池单元3进行发电。

未在发电反应中使用的燃料气体和空气在电池单元堆4与改性器18之间的燃烧部20中，例如通过点火加热器等点火装置被点火而燃烧，产生高温废气。废气经由设于第2流路构件25a的上方的连通孔25b，流入第2气体流路25，沿着盖体主体22a流到下方。如前所述，从外部流入的空气在第1气体流路24中流向上方，废气在与第1气体流路24相邻的第2气体流路25中流向下方，在这期间，夹着盖体主体22a在比较低温的空气和比较高温的废气之间进行热交换，空气被加热而废气被冷却。

热交换后的废气在第2气体流路25的下游端部、即下方侧端部，经由以与第1气体流路24的流动方向正交的方式横穿第1气体流路24的排出部31被排出到第1气体流路24的外侧方。

从排出部31排出的废气被提供给热交换器。在热交换器中，与从外部提供的水进行热交换，被加热的热水例如在热水供给装置中被加以利用，对废气进行热交换而产生的冷凝水之后被再次利用到改性器18中的水蒸气改性中。另外，在本实施方式中，在第1气体流路24的进一步外侧方设置有第4气体流路32，从排出部31排出的废气流入第4气体流路32，沿着第4气体流路32流到上方。还可以在第4气体流路32例如配置用于使在燃烧部20中也未燃烧的未燃烧气体燃烧的燃烧催化剂，以使未燃烧气体不会从燃料电池模块1排出到外部。第4气体流路32与第1气体流路24、第2气体流路25相同，是由第4流路构件32a规定的。

沿着第4气体流路32流到上方的废气在第4气体流路32的下游侧端部、即上方侧端部，与第4气体流路32和热交换器之间的连接管33连通，经由连接管33被提供到热交换器。

另外，在收纳容器2内适当设置有用于将燃料电池模块1内的温度维持在高温的隔热材料，使得不会因燃料电池模块1内的热极端扩散导致燃料电池单元3的温度降低从而发电量减低。

第1隔热材料40在箱体21的底面21b与含氧气体导入板27之间被设置成覆盖底面21b整体。第2隔热材料41设于电池单元堆4与第2气体流路25的第2流路构件25a之间。第3隔热材料42设于工作时成为歧管9的下方侧的位置。如图1所示那样，电池单元堆4被设置在工作时成为左右侧以及下方侧的位置处的第1隔热材料40、第2隔热材料41以及第3隔热材料42包围三面，而且在上方设置有燃烧部20，因此抑制了热扩散引起的燃料电池单元3的温度降低。

另外，在含氧气体导入板27与电池单元堆4之间，在上下隔着间隔平行地配置两根沿着电池单元堆4的排列方向延伸的带状的第4隔热材料43a。在含氧气体导入板27的与电池单元堆4对置的面安装用于固定第4隔热材料43a的隔热材料固定构件27b，第4隔热材料43a通过该隔热材料固定构件27b而定位其高度位置。另外，在第2隔热材料41与电池单元堆4之间，也是在上下隔着间隔平行地配置两根带状的第4隔热材料43b。在第2隔热材料41的与电池单元堆4对置的面设置有槽状凹部41a，第4隔热材料43b嵌入该槽状凹部41a而定位其高度位置。由此，第4隔热材料43a、43b在运送状态或运行状态下能在合适的位置支承电池单元堆装置10。

在本实施方式中，箱体21具有在开口21a向外侧方延伸的外凸缘部21c。外凸缘部21c可以从矩形状的开口21a的四边整体朝向外侧方延伸，也可以从对置的两个边在相互相反方向上朝向外侧方延伸，也可以从一个边或三个边朝向外侧方分别延伸。

盖体主体22a的外形与开口21a大致相同，或大于开口21a且包括开口21a后与外凸缘部21c的外形相同，或小于外凸缘部21c的外形。使外凸缘部21c和盖体主体22a的外周部例如通过螺栓等结合，还可以通过焊接容易且稳固地固定箱体21和盖体22。

图3是其他实施方式的燃料电池模块1a的剖视图。上述的结构是仅从设于流动方向下游端部的含氧气体导入口27a喷出流入含氧气体导入板27的空气，并被提供到电池单元堆4的燃料电池单元3间，但在本实施方式中，例如也可构成为，在第1气体流路24的中途设置将流到含氧气体导入板27的空气分流的分流部34，不经由含氧气体导入板27而是从含氧气体导入口27a以外向电池单元堆4的燃料电池单元3间提供空气。关于分流部34以外的结构，由于与图1所示的实施方式相同，因此省略说明。

分流部34被设置成在左右方向上贯通第2气体流路25以及第2隔热材料41。另外，设置分流部34的高度位置可以是比燃料电池单元3的高度的1/2的位置还高的位置。通过设为这样的高度位置，向电池单元堆4的上部侧提供温度比从含氧气体导入口27a喷出的空气相对低的空气。由此，能使从比较高温的燃料电池单元3的上部到中间部的温度降低，能在燃料电池单元3以及电池单元堆4中在上下方向上使温度分布均匀。

图4是又一其他实施方式的燃料电池模块1b的剖视图。如上述那样，燃料电池模块1在收纳容器2的内部设置了隔热材料，但在本实施方式中，进一步在收纳容器2的外表面设置隔热材料。通过在外表面设置隔热材料，抑制了来自收纳容器2的外表面的热的扩散。关于设于外表面的隔热材料以外的结构，由于与图1所示的实施方式相同，因此省略说明。

设于收纳容器2的外表面的隔热材料包括沿着外凸缘部21c覆盖箱体21的外侧面的外侧隔热材料。在外侧隔热材料中包括：沿着箱体21的外凸缘部21c而设的箱外侧隔热材料44；和沿着盖体22的外周而设的盖外侧隔热材料45。通过箱外侧隔热材料44和盖外侧隔热材料45从两侧夹住箱体21的外凸缘部21c，在外凸缘部21c的前端不设置隔热材料。

在燃料电池模块1b工作时，收纳容器2的内部变成500～800℃程度，对收纳容器2也加热，产生热膨胀。外凸缘部21c会热膨胀而向外侧方进一步延伸，因此若例如在外凸缘部21c的前端设置隔热材料，就会因热膨胀的外凸缘部21c而使得隔热材料破损。

在本实施方式中，由于箱外侧隔热材料44和盖外侧隔热材料45被配置成从两侧夹住外凸缘部21c，因此即使外凸缘部21c热膨胀，也能抑制隔热材料破损。另外，箱外侧隔热材料44和盖外侧隔热材料45只要具有外凸缘部21c能热膨胀的空间，其厚度就可以比外凸缘部21c在高度方向上的厚度还厚。

外侧隔热材料可以除了包括沿着外凸缘部21c配置的隔热材料以外，还可以包括设置成覆盖箱体21的底面的底面外侧隔热材料46。

另外，作为本实施方式的变形例，燃料电池模块1b可以在外侧隔热材料与箱体21之间进一步具备副隔热材料。副隔热材料由耐热性优于外侧隔热材料的材料构成，通过如此使用副隔热材料，在外侧隔热材料能使用耐热温度比较低的材料。外侧隔热材料例如可以由玻璃棉或石棉等构成，副隔热材料例如可以由以氧化铝-氧化硅为主成分的陶瓷纤维等构成。

图5是又一其他实施方式的燃料电池模块1c的剖视图。上述的实施方式的结构是，第2气体流路25设于盖体主体22a的内侧方侧、即盖体主体22a的箱体21侧，第1气体流路24设于外侧方侧，但在本实施方式中，第1气体流路24以及第2气体流路25均设于盖体主体22a的内侧方侧、即箱体21侧。另外，在本实施方式中，第1流路构件24a是流路划分部。关于第1气体流路24以及第2气体流路25以外的结构，由于与图1所示的实施方式相同，因此省略说明。

通过将第1气体流路24以及第2气体流路25设为这样的结构，第1气体流路24和第2气体流路25相对于盖体主体22a从相同侧被焊接，因此能使作业性提升。在此，虽然将第1气体流路24以及第2气体流路25都设于盖体主体22a的外侧方侧、即第4气体流路32侧也能得到同样的效果，但在本实施方式这样将第1气体流路24以及第2气体流路25设于盖体主体22a的内侧方侧的情况下，由于流过第1气体流路24的含氧气体在收纳容器2内发生热交换，因此能抑制向收纳容器2外部的散热，因而能使提供到电池单元堆4的空气的温度进一步上升。

图6是又一其他实施方式的燃料电池模块1d的上部放大剖视图。本实施方式与上述的实施方式在第3气体流路26的结构上不同，以下说明第3气体流路26，对其他部分省略说明。在图6中的实施方式中，流入口22b包括：规定第1气体流路24的设于盖体主体22a的上方端部的第1贯通孔22c；和设于第3流路构件26a当中与第1贯通孔对置的部分的第2贯通孔26g。另外，通过盖体主体22a的上方端部和第3流路构件26a抵接，保证了第1气体流路24与第3气体流路26之间即盖体22与箱体21之间的密封性。并且在第3气体流路26当中特别是在主流路部分26c的上游侧的端部26e、即与第1气体流路24连接的一侧的端部，与下游侧的端部相比流路截面积更大。通过该结构，由于在流入口22b的周围，本实施方式中是流入口22b的上下方向上能够将盖体主体22a和第3流路构件26a抵接的区域确保得较大，因此能提升密封性。进而，在流入口22b是多个贯通孔的情况下，通过将几个贯通孔设为插通铆钉的插通孔，能以大的抵接力固定盖体主体22a和第1流路构件24a、第3流路构件26a等，能进一步提升密封性。

也可以设置构成第3气体流路26的主流路部分26c的多个第3气体流路壁、即上部侧面21d以及第3流路构件26a朝向流路内分别凸出而抵接的抵接部26f。通过该结构，第3气体流路的刚性得到提高，能抑制第3气体流路26变形。

另外，抵接部26f可以相对于穿过改性器18的中心轴s且朝向所述第3气体流路26垂直延伸的面偏离。通过该结构，由于相对于最接近高温的改性器18且穿过易受改性器所带的热的影响的位置的中心轴s朝向所述第3气体流路26垂直延伸的面偏离，因此减低抵接部26f热变形的风险，能进一步提升第3气体流路26的耐久性。即，能抑制抵接部26f热变形、流路宽度变窄的情况。

可以沿着与纸面正交的方向并排设置多个抵接部26f。另外，可以在与纸面平行的方向(左右方向)上并排设置多个抵接部26f。

图7是又一其他实施方式的燃料电池模块1e的剖视图。本实施方式与上述的实施方式的区别点在于：取代第2流路构件25a，在第2隔热材料41与盖体主体22a之间具备流过废气的第5气体流路，并且第2隔热材料41具备使流过第5气体流路的废气蜿蜒流动的整流部。另外，关于其他部位，标注与上述的实施方式相同的参照符号并省略说明。例如，通过在第2隔热材料41中设置与盖体主体22a抵接的整流部41b而被整流部41b、盖体主体22a和第2隔热材料41包围的空间变成第5气体流路。另外，也可以如图7所示那样，整流部41b是从第2隔热材料41向盖部主体侧突出的凸形状的部分。

在上述的实施方式中，需要用于将第2流路构件25a接合到盖体主体22a的组装工序。与此相对，在本实施方式中，由于只要预先准备形成了整流部41b的第2隔热材料41，配置第2隔热材料41的工序自身就不会有改变，因此能削减从上方流到下方的排气体流路的组装工序，能容易地组装、制造燃料电池模块1e。

图8是又一其他实施方式的燃料电池模块1f的剖视图。本实施方式与上述的实施方式的不同点在于第1流路构件24a以及第2流路构件25a的形状上，关于其他部位，标注与上述的实施方式相同的参照符号并省略说明。

如图8所示那样，作为流路划分部的第1流路构件24a具有朝向第1气体流路24内部凸出的凸部(第1凸部24c)。通过该结构，例如如本实施方式这样，能加大将第1气体流路24和第2气体流路25隔开的流路划分部的表面积，因此能更有效地通过热传导进行废气与含氧气体的热交换。另外，也可以是流路划分部朝向第2流路构件25a凸出。

另外，第1凸部24c可以与盖体主体22a抵接。通过该结构，盖体主体22a和作为流路划分部的第1流路构件24a接触，从而能通过热传导有效地进行废气与含氧气体的热交换。

另外，在本实施方式中，第2流路构件25a具有朝向第2气体流路25内部凸出的凸部(第2凸部25c)。

另外，如图8所示那样，能将第1气体流路24以及第2气体流路25设为沿着凸部(第1凸部24c、第2凸部25c)在盖体主体22a的面向箱体21的面沿着左右方向蜿蜒的蜿蜒流路。具体地，在第1流路构件24a形成有蜿蜒的第1凸部24c，使得第1气体流路24成为蜿蜒流路。在第2流路构件25a形成有蜿蜒的第2凸部25c，使得第2气体流路25成为蜿蜒流路。另外，第1凸部24c朝向第1气体流路24内部方向的盖体主体22a凸，第2凸部25c朝向第2气体流路25内部方向的第1流路构件24a凸。另外，第1凸部24c和第2凸部25c可以不是形成在相同位置，而是形成在上下方向上相互错开的位置。具体地，第1凸部24c与盖体主体22a抵接，第2凸部25c与第1流路构件24a的未形成第1凸部24c的平坦部分抵接。换言之，第1气体流路24和第2气体流路25当中对置的部分的流路在上下方向上错开。

第1气体流路24以及第2气体流路25分别可划分为上方侧流路和下方侧流路。若将上方侧流路的流路截面积设为su，将下方侧流路的流路截面积设为sd，则其大小关系是sd>su。即，第2气体流路25的最下方侧的下游侧的流路25中的流路截面积sd大于上方侧流路25中的流路截面积su。通过该结构，由于能加大流过废气的第2气体流路25的最下游的流路截面积，因此能抑制废气的滞留。进而，第1气体流路24的最下方侧的上游侧的流路24中的流路截面积sd大于上方侧流路24中的流路截面积su。通过该结构，含氧气体易滞留在第1气体流路24内部，能有效率地在废气和含氧气体之间进行热交换。

图9是又一其他实施方式的燃料电池模块1g的剖视图。本实施方式与上述的实施方式的不同点在于箱体21的凸缘部的形状上，关于其他部位，标注与上述的实施方式相同的参照符号并省略说明。箱体21具有在开口21a向内侧方延伸的内凸缘部21e，盖体22利用螺钉、螺栓-螺母、铆钉等固定构件被固定在内凸缘部21e。另外，在内凸缘部21e的大小会堵塞第3气体流路26的情况下，在内凸缘部21e也设置流入口22b即可。

如上述那样，外凸缘部21c由于因热膨胀而伸缩，因此配置成从两侧将箱外侧隔热材料44和盖外侧隔热材料45夹住。在该情况下，难以有效地抑制来自外凸缘部21c的散热。如本实施方式那样，通过设为内凸缘部21e，能抑制来自凸缘部的散热，从而抑制燃料电池模块1g的温度降低。

作为上述各实施方式的变形例，可以在第1气体流路24的上游侧设置贮存凝结水的贮水部24d。通过将导入部23不是与第1气体流路24的上游侧端部而是与比上游侧端部稍靠下游侧的位置连接，能在上游侧端部设置死胡同状的贮水部24d。在燃料电池模块的停机等停止时，收纳容器内的气体有可能在第1气体流路24中逆流。在该情况下，在收纳容器内的气体中含水分，在收纳容器内的气体在第1气体流路24中逆流的期间，该气体的温度下降，存在产生凝结的可能性。若凝结水在导入部23进一步逆流，就会成为位于其上游侧的空气送风机或传感器类等外部装置的故障的原因。贮水部24d在第1气体流路24中位于铅垂方向下方端部，产生的凝结水因自重而流入贮水部24d，进而凝结水不会对抗重力而从贮水部24d逆流到第1气体流路24，因此能抑制凝结水进入外部装置。

图10是又一其他实施方式的燃料电池模块1h的剖视图。图11是摘取表示又一其他实施方式的燃料电池模块1h的一部分的侧视图。本实施方式与上述的实施方式的不同点在于，第4气体流路32被做成了在内部配置了用于使废气中的未燃烧成分燃烧的燃烧催化剂35的废气处理室。以下说明第4气体流路32，对其他部分省略说明。

在本实施方式中，第4气体流路32设置在第1流路构件24a的面向外侧方的外表面，由规定第4气体流路32的第4流路构件32a构成。第4流路构件32a是大致矩形形状的构件，在四个边，在第1面(一个主面)32aa侧设置有与第4气体流路32的流路宽度的量相应地竖直设置的部分。第4流路构件32a将竖直设置的四个边部分接合到第1流路构件24a的面向外侧方的外表面。第4流路构件32a覆盖燃料电池模块1h的外侧方侧的开口。由此，第1流路构件24a与第4流路构件32a的间隙成为第4气体流路32。即，流过含氧气体的第1气体流路24设置在流过温度比较高的废气的第4气体流路32与第2气体流路25之间，因此能在含氧气体和废气之间有效地进行热交换。另外，排出部31的燃料电池模块1h的外侧方侧的开口成为作为废气处理室的第4气体流路32的废气流入口36。

在第4气体流路32的内部配置有用于使废气中的未燃烧成分燃烧的燃烧催化剂。作为燃烧催化剂35，例如能使用使γ-氧化铝、α-氧化铝、堇青石等多孔质载体承载白金、钯等贵金属类等催化剂的燃烧催化剂。流入第4气体流路32内的废气通过燃烧催化剂35而使未燃烧成分燃烧，从而被净化。废气在因燃烧催化剂35燃烧后，经由设于第4气体流路32的下游侧端部的连接管33被排出到第4气体流路32的外部。连接管33在燃料电池模块1h的内侧方侧的开口成为作为废气处理室的第4气体流路32的废气流出口37。

在本实施方式的燃料电池模块1h中，第4气体流路32具备配置于第4气体流路32中的废气的流动方向的上游侧的加热器38。燃烧催化剂35配置在比加热器38更靠第4气体流路32中的废气的流动方向的下游侧的位置处。根据这样的结构，被加热器38升温的废气经过燃烧催化剂35，因此能将燃烧催化剂35均匀加热。由此能提高燃烧催化剂35的活性。进而能进一步提升废气与含氧气体的热交换效率。另外，由于加热器38与燃烧催化剂35不直接接触，因此抑制了燃烧催化剂的过加热，能抑制燃烧催化剂35的劣化或破损。另外，还可设成不设置加热器38的结构。

如图10所示那样，在燃料电池模块1h中，在对置的第1流路构件24a的第1面24aa与第4流路构件32a的第1面32aa之间，设有分隔构件39。分隔构件39将第4气体流路32分割成包括废气流入口36的第1流路部分32b和包括废气流出口37的第2流路部分32c。在分隔构件39设置有废气流通部39a。第1流路部分32b和第2流路部分32c仅经由废气流通部39a连通。

如图11所示那样，第4气体流路32在侧视观察时，废气流入口36以及废气流出口37相对于在燃料电池模块1h的高度方向上延伸的第4气体流路32的第1中心线(图11的a-a线、以下简称为a)位于相同侧，废气流通部39a相对于第1中心线a位于与废气流入口36以及废气流出口37不同的一侧。由此，使从废气流入口36经由废气流通部39a抵达废气流出口37的废气流蜿蜒，可拉长废气流的长度，因此能增加可进行流过第4气体流路32的废气与流过第1气体流路24的含氧气体的热交换的区域。

在此，由于改性器18的气化部18a中的水的气化是吸热反应，因此通过在气化部18a使水气化，气化部18a周围的温度、特别是位于气化部18a的下方的燃料电池单元3的温度有可能会降低。与此相伴，燃料电池单元3的排列方向上的电池单元堆4的温度分布变得不均匀，进而有可能电池单元堆4的发电量会降低，或电池单元堆4会破损。

在本实施方式的燃料电池模块1h中，如图11所示，废气流通部39a以及加热器38相对于第1中心线a设置在比废气流入口36以及废气流出口37更接近改性器18的气化部18a的位置。在此，第2流路部分32c的位于废气流通部39a附近的区域由于燃烧催化剂35引起的废气的燃烧活跃地进行而会温度变高。为此，通过将废气流通部39a靠近气化部18a来配置，能加温气化部18a的周围。由此，能使燃料电池单元3的排列方向上的电池单元堆4的温度分布均匀地接近。进而，由于能通过接近气化部18a而配置的加热器38加温气化部18a的周围，因此能使燃料电池单元3的排列方向上的电池单元堆4的温度分布均匀地接近。另外，关于燃烧催化剂35的配置，配置成使通过了废气流通部39a的废气的全部流过燃烧催化剂35。

分隔构件39的结构并不限定于图10、11所示的、相对于第1流路构件24a的面向外侧方的外表面以及第4流路构件32a的面向第1流路构件24a的内表面垂直竖直设置的结构。分隔构件39也可以是相对于第1流路构件24a的面向外侧方的外表面以及第4流路构件32a的面向内侧方的内表面的至少一方倾斜的结构。

在图11所示的第4气体流路32中，加热器38配置于第1流路部分32b，但加热器38只要在第4气体流路32中的废气的流动方向上配置在比燃烧催化剂35更靠上游且相对于第1中心线a比废气流入口36以及废气流出口37更接近气化部18a配置即可。加热器38例如可以配置于第2流路部分32c，也可以遍布第1流路部分32b和第2流路部分32c而配置。

另外，在燃料电池模块1h中，如图11所示那样，使废气流出口37的开口面积大于废气流入口36的开口面积。由此，减少第4气体流路32中的压力损失，能增大第4气体流路32中的废气流量。进而能提升流过第4气体流路32的废气与流过第1气体流路24的含氧气体的热交换效率。废气流入口36以及废气流出口37只要是废气流出口37的开口面积大于废气流入口36的开口面积即可，废气流入口36以及废气流出口37的开口形状并不限于图11所示的正方形。废气流入口36以及废气流出口37的开口形状例如可以是圆形、矩形，也可以是其他形状。另外，废气流通部39a的开口面积至少大于废气流入口36的开口面积为好。

图12是摘取表示本实施方式的变形例的一部分的侧视图。燃料电池模块1h如图12所示那样，可以是如下结构：废气流入口36以及废气流出口37相对于与第1中心线a正交且在燃料电池单元3的排列方向上延伸的第4气体流路32的第2中心线(图12的b-b线、以下简称为b)位于相同侧，废气流通部39a相对于第2中心线b位于与废气流入口36以及废气流出口37不同的一侧。这样的结构也使从废气流入口36经由废气流通部39a抵达废气流出口37的废气流蜿蜒，由于能拉长废气流的长度，因此能增加可进行流过第4气体流路32的废气与流过第1气体流路24的含氧气体的热交换的区域。另外，由于能通过接近气化部18a配置的加热器38使气化部18a的周围加温，因此能使燃料电池单元3的排列方向上的电池单元堆4的温度分布均匀接近。另外，本实施方式中与废气流出口37连接的连接管33可以相对于第2中心线b延伸到与废气流入口36以及废气流出口37不同的一侧，并与热交换器连接。

图13a是摘取表示本实施方式的其他变形例的一部分的剖视图。图13b是摘取表示本实施方式的其他变形例的一部分的侧视图。图13c是摘取表示本实施方式的其他变形例的一部分的与图13b不同视点的侧视图。在本变形例的燃料电池模块1h中，如图13a所示那样，在第4气体流路32的内部设置有粒状的燃烧催化剂35、第1网状构件47以及第2网状构件48。图13b是从外侧方侧观察燃料电池模块1h的一部分的侧视图。图13c是从燃料电池模块1h的内侧方侧观察第4流路构件32a、燃烧催化剂35、第1网状构件47以及第2网状构件48的侧视图。

在本变形例中，第4流路构件32a是纵长的大致矩形形状的构件，在四个边，在第1面32aa侧设置有竖直设置与第4气体流路32的流路宽度相应的量的部分。在该竖直设置的部分设置有向外侧方延伸的外周凸缘部32ab。通过将外周凸缘部32ab接合到第1流路构件24a的面向外侧方的外表面，第1流路构件24a与第4流路构件32a的间隙成为第4气体流路32。外周凸缘部32ab和第1流路构件24a例如可以通过焊接而被接合。

在第4气体流路32的内部配置有网眼状的第1网状构件47。第4气体流路32被第1网状构件47分割成：包括废气流入口36的第1流路部分32b；和包括废气流出口37且位于第1流路部分32b的上方的第2流路部分32c。

第1网状构件47如图13a所示那样具有：沿着第4流路构件32a的第1面32aa延伸的第1部分47a；和在第1流路构件24a与第4流路构件32a之间延伸的第2部分47b。第1部分47a例如通过焊接等与第4流路构件32a的第1面32aa接合。第2部分47b的第1流路构件24a侧的端部与第1流路构件24a抵接。

在第2流路部分32c，可以如图13a所示那样，粒状的燃烧催化剂35被填充到比废气流出口37的上端更靠上方的高度位置处。第1网状构件47的网眼只要是填充于第2流路部分32c的粒状的燃烧催化剂35通过第1网状构件47且不会向第1流路部分32b落下的程度的直径即可。作为构成第1网状构件47的材料，例如能使用具有耐热性的不锈钢等金属材料。

在第4流路构件32a的第1面32aa，将网眼状的第2网状构件48配置成覆盖废气流出口37。由此，能抑制粒状的燃烧催化剂35从废气流出口37向外部移动。第2网状构件48可以被焊接在第4流路构件32a的内表面。另外，第2网状构件48的网眼只要是填充于第2流路部分32c的粒状的燃烧催化剂35不会通过第2网状构件48的程度的直径即可。作为构成第2网状构件48的材料，例如能使用具有耐热性的不锈钢等金属材料。

根据本变形例，从废气流入口36流入第4流路32的废气在第4流路32内均等地流动，并朝向废气流出口37。废气由于通过填充于第2流路部分32c的粒状的燃烧催化剂35的整体，因此能有效地利用燃烧催化剂35整体。另外，燃烧催化剂35由于被第1网状构件47保持以及定位，因此不需要在第4气体流路32内设置容纳燃烧催化剂35的催化剂壳体。由此，简化了第4气体流路32的结构，提升了燃料电池模块1h的组装性。

图14是表示在外装壳体内收纳燃料电池模块和用于使燃料电池模块工作的配件的本实施方式的燃料电池装置的一例的透视立体图。另外，在图14中省略图示了一部分结构。

燃料电池装置53用分隔板56将由支柱54和外装板55构成的外装壳体内划分成了上下，将其上侧构成为收纳上述的燃料电池模块1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h的模块收纳室57，将下侧构成为收纳用于使燃料电池模块1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h工作的配件的配件收纳室58。另外，省略图示了收纳于配件收纳室58的配件。

另外，在分隔板56设置有用于使配件收纳室58的空气流到模块收纳室57侧的空气流通口59，在构成模块收纳室57的外装板55的一部分设置有用于将模块收纳室57内的空气排出的排气口60。

关于本公开以上进行了详细说明，但本公开并不限于上述的实施方式，能在不脱离本公开的宗旨的范围内进行各种变更、改良等。

符号说明

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h燃料电池模块

2收纳容器

3燃料电池单元

4电池单元堆

21箱体

22盖体

22a盖体主体

24第1气体流路

25第2气体流路

26第3气体流路

32第4气体流路

53燃料电池装置

54支柱

55外装板

56分隔板

57模块收纳室

58配件收纳室

59空气流通口

60排气口