JPH04332476A - 改質器、混合ノズル、混合拡散器を一体化した電気化学的セル装置 - Google Patents

改質器、混合ノズル、混合拡散器を一体化した電気化学的セル装置

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JPH04332476A
JPH04332476A JP3205548A JP20554891A JPH04332476A JP H04332476 A JPH04332476 A JP H04332476A JP 3205548 A JP3205548 A JP 3205548A JP 20554891 A JP20554891 A JP 20554891A JP H04332476 A JPH04332476 A JP H04332476A
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chamber
mixing
fuel gas
reforming
gas
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JP3205548A
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Larry A Shockling
ラリイ　アンソニイ　ショックリング
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Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改質が必要な新鮮な燃
料ガスを用い、改質器とエジェクタをコンパクトに一体
化した、燃料電池発電装置のような、電気化学的セル装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温固体電解質燃料電池発電装置及び燃
料電池の種々の構成は良く知られている。Ｈ２　＋　Ｃ
Ｏまたは改質済み天然ガスである燃料ガスは，その装置
の一端に供給されて細長い燃料電池の外側燃料電極の表
面を平行に流れる。使用済み燃料は別室で使用済み酸化
剤と結合して燃焼し、その装置から排出される。
【０００３】また、米国特許第３，７１８，５０６号（
発明者：Ｆｉｓｃｈｅｒｅｔ　　ａｌ．）に開示されて
いるように、使用済み燃料を装置の中央部においてほぼ
６００゜Ｃ乃至８００゜Ｃの温度で新鮮な余熱燃料ガス
に吹き込んだ後、その混合ガスを燃料電池へ供給する別
の高温燃料電池発電装置が公知である。この装置では燃
料電池から出る使用済み燃料がジェットポンプ・ノズル
でプロパンのような新鮮な燃料ガスと混合され、直列接
続の燃料電池の一端から他端へ流れる。このように使用
済み燃料ガスと新鮮な燃料ガスとを混合すると、燃料電
池内のすすの発生が防止される。これとは別の使用済み
燃料ガスは使用済み空気と混合されて燃料電池を囲む触
媒アフターバーナーの周り及びその内部を流れて完全燃
焼するため、燃料電池が加熱されてほぼ８００゜Ｃでの
高効率の運転が可能となる。米国特許第４，７２９，９
３１号（Ｇｒｉｍｂｌｅ）では、使用済み燃料ガスと燃
焼済み燃料ガスが混合された後、発電装置の内部の室内
においてエジェクタノズルで新鮮な燃料ガス内に吹き込
まれる。この混合物は全べてエジェクタと同じ室内にあ
る改質材を通過して改質ガスを発生させ、このガスがそ
の装置内の燃料電池へ供給されてそれと接触する。
【０００４】燃料電池の冷却を阻止する発電装置の設計
が米国特許第４，８０８，４９１号（Ｒｅｉｃｈｎｅｒ
）に開示されているが、この装置では使用済み燃料と使
用済み酸化剤とが結合して燃焼した結果得られる排気ガ
スが発電装置の隅部を加熱する。また、新鮮な燃料ガス
が装置底部にあるマニフォルドに供給され、そのマニフ
ォルドの底部にある改質用触媒が燃焼済み排気ガスによ
り加熱される。燃料ガスは細長い燃料電池の外側燃料電
極表面を平行に流れる。新鮮な燃料ガスはこの装置では
使用済みガスと混合されない。
【０００５】天然ガス（メタンとエタン、プロパン、ブ
タン及び窒素）は、これらの燃料電池装置に用いられる
可能性の高い燃料である。この燃料ガスは、燃料電池で
の使用前に触媒と過剰の水蒸気を用いて改質、即ち、一
酸化炭素と水素に変換する必要がある。改質反応は吸熱
反応であって熱の供給が必要があり、９００゜Ｃに近い
温度で行うと最も良い結果が得られる。改質に必要な熱
は燃料電池の作動により生じる余熱のかなりの部分を占
める。
【０００６】燃料ガスの入口圧により駆動されるエジェ
クタにより再循環使用済み燃料ガスを吹き込んで新鮮な
燃料ガスへ水蒸気と炭酸ガスを供給する方式は、幾つか
の問題点を持つ可能性がある。典型的な燃料電池装置に
用いるエジェクタは高温の燃料電池内に直接配置されて
高温の再循環ガス流に露されるため、約４００゜Ｃ以上
の温度で起こる「クラッキング」による天然ガスからの
炭素の沈着を阻止するためノズルを断熱するか冷却する
必要がある。
【０００７】また、ノズルの断熱材または発電機の他の
断熱材からのシリカのような汚染物質が使用済み燃料ガ
ス流に同伴されて改質用触媒が非活性状態になることが
ある。エジェクタ及び改質器が高温再循環ガス流内に置
かれるためエジェクタを再循環用ダクトに永久溶接して
適当な密封を行うことが必要であるが、これにより製造
工程がさらに複雑となると共に保守のためのアクセスが
妨げられる。従って、炭素の沈着、シリカの同伴及び高
温の密封が再循環ガスによる高効率の改質を行う上で問
題となる。
【０００８】以上より、新鮮な燃料ガスと使用済み再循
環ガスとの混合点における炭素沈着の問題がなく、耐高
温シールが必要とされず、改質室または改質材への熱交
換が可能で、燃料供給部と改質部とが着脱自在にしてコ
ンパクトに一体化された電気化学的セル装置に対する要
望がある。本発明の目的はかかる装置を提供することに
ある。
【０００９】本発明によれば、新鮮な燃料ガス供給口と
、酸化剤ガス供給口と、使用済み燃料ガス再循環チャン
ネルと、それとは別個の高温の燃焼済み排気ガス出口チ
ャンネルと、それぞれが外側燃料電極、内側酸化剤電極
及び両電極間の電解質を有する複数の電気化学的セルを
収容する燃焼室と、改質室とよりなる電気化学的セル装
置であって、改質室が、発電室に近い頂部と新鮮な燃料
ガス供給口に近い底部とを有し、さらに発電室に連結し
た外側部分と、隔壁胴部及びその内部の混合拡散器より
なり、改質室の底部に連結した内側部分と、改質室の頂
部において使用済み燃料ガス再循環チャンネルと連結し
、改質室の底部において混合拡散器と合流する、内側お
よび外側部分間に位置する中間部分とを備え、改質室の
底部近くに設けた新鮮な燃料ガス供給口と連結する混合
ノズルが改質室の底部において混合拡散器内に燃料ガス
を給送することを特徴とする電気化学的セル装置が提供
される。混合拡散器は狭い混合部からフレア状拡散部へ
広がっており、そのため入口は狭く出口は広い。混合拡
散器内へ開いた狭い開口を有する混合ノズルは、高圧燃
料ガスを高速で混合拡散器内へ強制的に吹き込むことに
より、再循環された使用済み燃料ガスを吸気・同伴して
全体としてエジェクタ効果を発揮する。
【００１０】混合ノズルと混合拡散器とは共に改質室の
内部にあってコンパクトな装置を提供するのが好ましい
。改質室は容易にアクセスでき、該装置から容易に着脱
できる。本発明は、高温の燃焼済み排気ガス出口チャン
ネルの一部が改質室の外側と接触するためこのチャンネ
ルと改質室との間で熱伝達を行なう点にも特徴がある。
【００１１】本明細書に用いる用語“燃料電極”は燃料
と接触する電極を、また“空気電極”または“酸化剤電
極”は空気または酸素と接触する電極を、また“使用済
み燃料、酸化剤または空気”は一部が反応した燃料、一
部が反応した酸化剤ガス、または約５％乃至１８％の酸
素を含む空気を意味する。“使用済み”燃料は使用済み
酸化剤または空気と結合して燃焼した使用済み燃料混合
物を含まず、その混合物は“燃焼済み排気ガス”と定義
される。用語“取り囲む”は容器側部の大部分の周りを
少なくとも通過するか接触することを意味する。
【００１２】混合拡散器と混合ノズルとを低温領域に配
置したため、ノズルを強制冷却する必要がない。再循環
される使用済み燃料を運び改質室と接触するダクト及び
燃料混合物を改質室へ運ぶダクトは互いに同心的であっ
てもよく、熱伝導フィンによりこれら２つのガス流間の
熱交換が最適化される。この熱交換により、高温使用済
み再循環燃料ガスの熱容量からのエネルギーロスが最小
限に抑えられると共に、混合ノズルまたはエジェクタの
ノズル温度、従って新鮮な燃料のノズルでの温度が４０
０゜Ｃの限界温度以下に抑えることが可能となる。（こ
の温度よりも上で炭素の沈着が観察されている）。
【００１３】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】図１に示した電気化学的セル装置または発電
装置１０は２束のセル１２，１４を有し、各束は固体酸
化物燃料電池のような複数の平行で細長い電気化学的セ
ル１６を有する。これらのセルは発電室または発電部２
２内に配置されている。各セルは、図示を明瞭にするた
めに点で示したその表面を覆う外側燃料電極１８と、内
側空気電極と、これらの電極間に位置する固体酸化物電
解質とを有する（空気電極と電解質は図示せず）。空気
電極は、一般的に、例えばドープしたＬａＭｎＯ３　で
あるペロブスカイト系のドープしたセラミックであり、
電解質は一般的にイットリア安定化ジルコニア、燃料電
極は一般的にジルコニア−ニッケル・サーメット材料で
ある。空気電極を支持する材料としてカルシア安定化ジ
ルコニアを用いることができる。
【００１５】電気化学的セル装置１０は、約６００゜Ｃ
乃至１２００゜Ｃの範囲の内部温度で作動する。外側ハ
ウジング２０は装置全体を取り囲むが、インコネルのよ
うな耐高温性金属または合金で形成するのが好ましい。 低密度アルミナのような断熱材２６が図示のように外側
ハウジングの内側に収納してある。ハウジング２０及び
断熱材２６を貫通するものとして、新鮮な燃料ガス供給
口２８と、新鮮な酸化剤供給口３０と、電気リード線等
のポート（図示せず）があり、新鮮な燃料ガスはＦで示
してある。発電室２２は壁３２と多孔質隔壁３４との間
にある。多孔質隔壁３４は密封構造である必要はない。 多孔質隔壁３４は特に矢印３６で示す使用済み燃料ガス
流が、大気圧より僅かに高い圧力の発電室２２から大気
圧よりも僅かに低い燃焼室２４へ流れるように設計して
あり、この燃焼室で使用済み燃料ガスが使用済み酸化剤
３３と結合燃焼して排気ガスを生じ、この排気ガスがチ
ャンネル４５へ導かれる。
【００１６】高温の細長い固体酸化物電解質セル１６は
、燃焼室２４と壁３２との間を延びる。これらのセルは
燃焼室２４内にある開放端部４４と、発電室２２内の壁
３２の近くの閉鎖端部とを有する。各セルは開放回路で
ほぼ１ボルトの電圧を発生し、複数のセルが通常ニッケ
ル繊維金属のような導電性フェルト４０を介して、好ま
しくは直列−並列矩形アレーを形成するよう電気的に相
互接続されている。
【００１７】本実施例によれば、運転中、空気のような
酸化剤ガスが酸化剤供給口３０を介して送り込まれ、ほ
ぼ５００゜Ｃ乃至７００゜Ｃの温度で且つ大気圧よりも
高い圧力で酸化剤供給用導管４２に入るが、送風機と結
合した熱交換器のような従来型手段によりハウジングに
入る前に加熱するのが好ましい。導管内の酸化剤は燃焼
室２４を通過し、そこで燃焼済み排気ガスによりほぼ８
００゜Ｃ乃至９００゜Ｃの温度に加熱される。次いで、
酸化剤は酸化剤回路を長さ方向に流れ、燃料電池内を延
びる導管４２を流れて、電気化学的反応により発生した
熱のほとんどを吸収することによりほぼ１０００゜Ｃの
温度にさらに加熱される。この熱の小部分は燃料により
吸収される。
【００１８】酸化剤は燃料電池１６の閉鎖端部の底に放
出される。燃料電池内の酸化剤は方向を転換して、燃料
電池の内側活性長さ部分に沿う内側空気電極において電
気化学的反応を行い、セルの開放端部４４に近づくに従
いその含有する酸素の幾分かを失う。この一部の酸素を
失った酸化剤はその後、セルの開放端部４４から燃焼室
２４内へ放出されるが、これを使用済み酸化剤ガス流３
５として示した。この使用済み酸化剤ガスは使用済み燃
料と結合して燃焼するが、全部が反応した燃料流のうち
一部が矢印３６で示すように多孔質隔壁３４を通過して
燃焼済み排気ガス４７を形成し、この排気ガスが別の燃
焼済み排気ガス出口チャンネル４５を流れて最終的に排
気ガスＥとしてこの装置から放出される。この燃焼済み
排気ガス出口チャンネル４５は、図示のごとく改質室５
４と接触するように経路を設定しることが可能である。 これらのチャンネル４５は耐高温性金属または合金で形
成しても良い。
【００１９】図示のこの装置では、未改質の燃料ガスと
して、メタン（ＣＨ４　）、エタン（Ｃ２　Ｈ６　）、
プロパン（Ｃ３　Ｈ８　）等のような炭化水素を含む炭
化水素ガス、ナフサのような気化させた石油留分、エチ
ルアルコール（Ｃ２　Ｈ５　ＯＨ）等のアルコール類、
典型的には８５％メタン、１０％エタンで残りがプロパ
ン、ブタン及び窒素である天然ガスを用いることができ
る。これらの改質可能な燃料媒体Ｆは新鮮な燃料ガス供
給口２８を介して発電装置へ送り込まれる。
【００２０】図示の装置では、燃料電池１６の軸方向長
さに沿って形成される高温の使用済み燃料ガスの大部分
が、耐高温金属または合金で形成することが可能な少な
くとも１つの高温使用済み燃料ガス再循環チャンネル４
６へ流入する。高温使用済み燃料ガスの別の部分は、前
述したように矢印３６で示すように燃焼室２４内に入り
、そこで矢印３５で示す使用済み酸化剤または空気と結
合して燃焼することにより新鮮な酸化剤ガスを予熱する
。
【００２１】高温使用済み燃焼ガス再循環チャンネル４
６は発電室２２から延びて改質室５４の中間部分の頂部
と合流し、改質室５４の底部にある混合ノズル５０にお
いて混合拡散器５２の入口の新鮮な燃料ガス供給口と合
流する。この混合ノズル５０は改質室底部の混合拡散器
５２の入口に配置してある。このため、チャンネル４６
へ流入する使用済み燃料ガスの部分が再循環されて混合
ノズル５０の近くで新鮮な燃料ガスと混合し、矢印５１
で示す２つのガスの改質可能な燃料混合物が形成される
。混合ノズル５０は、新鮮な燃料ガスと使用済み燃料ガ
スが図示のように合流する改質室底部の混合拡散器の入
口近くの改質室５４の内側部分内に配置するのが好まし
い。混合ノズルは、改質室のはっきり外部といえる位置
にない限り、それは改質室の内部にあると考えられる。
【００２２】混合ノズル／混合改質器の構成は、混合ノ
ズル５０における燃料の動的エネルギーが効果的に且つ
効率良く高圧へ変換されるように設計されている。これ
は、その断面積を混合ノズル５０の近くの混合拡散器の
入口からその出口へ行くに従って図示のごとくある態様
で増加するようにして実現するのが好ましい。使用済み
燃料ガスと新鮮な燃料ガスは混合拡散器５２の底部で混
合され、その混合拡散器の頂部において膨脹する。
【００２３】改質可能な燃料混合物５１は少なくとも水
蒸気（スチーム）、普通Ｈ２　、ＣＯ及びＣＯ２　をも
含有するが、これらは全て混合拡散器５２へ入る使用済
み燃料ガスによってもたらされるものである。使用済み
燃料と新鮮な燃料ガスとの体積比率は、燃料が天然ガス
の場合、ほぼ２乃至５体積部の水蒸気及びＣＯ２　が１
体積部の新鮮な燃料ガスに添加されるように、新鮮な燃
料ガスの供給速度を変えて調節するのが好ましい。最も
典型的にはニッケルである改質用触媒に加えて水蒸気が
存在すると、下記の化学式により炭化水素ガスのＣＯ　
＋　　Ｈ２　への変換が可能となる。
【００２４】
【化１】 改質可能な燃料混合物５１は、混合拡散器の出口から一
連の流路を介して、ニッケルあるいは燃料ガス改質材と
して良く知られた他の改質材のような改質材５６を含む
改質室５４の外側部分内へ送り込まれる。
【００２５】図示の設計では、改質室５４は発電室２２
に最も近い頂部５５と新鮮な燃料ガス供給口に最も近い
底部５７とを有し、その構造内に混合ノズル５０と混合
拡散器５２とが一体的に収納されている。改質室５４は
同心環状構造であるのが好ましく、外側部分またはチャ
ンネルが改質材５６を含んで混合ノズル５０と混合拡散
器５２とを収容する内側部分と連結している。混合ノズ
ル５０と混合拡散器５２とは共に隔壁胴部６１内に収納
されている。改質室５４はさらに、使用済み燃料ガス再
循環チャンネル４６から高温の再循環ガスを受け取るた
めに内側部分と外側部分との間に設けた中間部分または
チャンネル６４を有する。混合ノズル５０と混合拡散器
５２とは、図示の如く改質室内にあってこの装置の主体
部分の実質的に外側に位置する。混合ノズルと混合拡散
器は共に容易にアクセスできると共にこの装置から簡単
に取り外すことができる。
【００２６】外側部分と隔壁胴部６１の外側との間の中
間部分６４を下方に流れる高温の再循環ガスは、内側部
分の底部を流れて改質室５４の底部５７の近くの混合ノ
ズル５０において新鮮な燃料ガスＦと混合される。チャ
ンネル６４内の再循環ガスは隔壁胴部６１の内部の燃料
混合物及び改質材５６へ熱を伝達する。その燃料混合物
は、混合拡散器５２の狭い底部に流入してその混合拡散
器の内部で上方に流れるに従って膨脹し、隔壁胴部６１
の頂部へ到達する。
【００２７】膨脹した燃料混合物は、隔壁胴部６１の内
側と混合拡散器との間のチャンネルを介して混合拡散器
５２の外側の周りの改質室底部５７の方へ反対方向に流
れるが、この間にチャンネル６４の高温の再循環ガスに
より加熱される。膨脹した燃料混合物はさらに、入口６
５を通って改質室５４の底部５７近くで改質材を充填し
た改質室の外側部分に流入し、その改質室の外側部分内
の改質材５６内を再び上方に流れる。改質室のこの外側
部分は、チャンネル５８及び５９あるいは任意の他の通
路を介して発電室２２へ連結している。
【００２８】高温の再循環燃料ガスは隔壁胴部６１の周
りを下方に流れた後、混合拡散器５２内を上方へ流れ、
再び隔壁胴部６１内の混合拡散器の外側の周りを下方へ
流れて、最後に入口６５から改質材を含んだ外側部分内
に流入し、そこで再び発電室の方へ上方に流れることが
分かる。このようにガス流の経路が曲りくねっているた
め熱の回収率が向上すると共に設計がコンパクトになり
、発電装置全体の高さを低くできる。
【００２９】チャンネル４６からの高温使用済み燃料ガ
スが中間部分６４の入口に到達するときの温度はほぼ１
０００゜Ｃである。中間部分６４は改質室の外側部分と
接触状態にあるため、改質材５６との間で熱伝達が行わ
れる。熱伝達はこの中間部分６４と隔壁胴部６１内を下
方に流れる改質可能な燃料混合物との間でも起こる。こ
のため使用済み燃料ガスの温度が低下し、この熱が吸熱
改質反応のための改質可能な燃料混合物の予熱に使用さ
れる。改質器５４では燃料を完全に改質する必要はない
。その理由は、改質可能な燃料混合物の幾分かが発電室
２２内のニッケル繊維フェルト４０または燃料電池のニ
ッケル・サーメット表面１８により内部触媒による改質
を受けるからである。これにより改質材５６の量を比較
的少なくすることが可能となる。
【００３０】図示の実施例において、使用済み燃料ガス
の温度は中間部分６４の入口におけるほぼ１０００゜Ｃ
から混合ノズル５０に接近する時の十分に低い温度へ低
下するため、混合拡散室５２内の燃料は４００゜Ｃ以下
である。図示した別個のチャンネル４５内の燃焼済み排
気ガスＥは改質室５４の側部と接触することが可能であ
るため、ほぼ７００゜Ｃの温度で装置から排出される。
【００３１】図面から理解されるように、混合ノズルと
混合拡散器を一体化した改質室５４全体は本質的に電気
化学的セル装置の内部にあるが、装置１０に外側からボ
ルトで固定されている。かくして、混合ノズル５０と混
合拡散器５２とは電気化学的セル装置の一部を形成し、
燃焼室２４と発電室２２と一体化されているが、混合ノ
ズルと混合拡散室は燃焼室と発電室から実質的に離れた
所にある。かくして、混合ノズル５０の作用温度（混合
ノズル５０及び混合拡散器５２の入口における大体の温
度）をほぼ４００゜Ｃ以下にすることが可能である。
【００３２】以上述べたように、混合ノズルを装置の高
温活性化発電及び燃焼領域から遠く離れた位置にガス導
管またはチャンネルにより配置することができ、このた
め炭素の沈着を阻止するに十分に低い温度で作用させる
ことができる。また、ガス導管またはチャンネルは高温
の使用済み燃料ガスから改質可能な燃料混合物への熱交
換が容易になるように結合または配置されているため、
再循環される燃料ガスの熱エネルギーの多くが保存され
ると共に炭素の沈着を防止するためノズルの温度を低い
値に維持することが可能である。この組合せと、改質器
の接触及びガス流が二重の反対方向にあるということの
ため、使用済み燃料ガスの高い温度を利用して改質反応
の吸熱エネルギー条件の一部を満足させることができる
。最後に、主なガスシールを低温領域６７に配置できる
と共に改質室５４とその内部の一体化した混合ノズル５
０及び混合拡散器５２をカートリッジユニットにしてそ
の取り外し及び交換を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の電気化学的セル装置の一実施例
を示す側面断面図であり、使用済み燃料ガスの再循環、
混合ノズルと混合拡散器とを有する改質室での使用済み
燃料ガスと新鮮な燃料ガスとの混合、このガス混合物の
装置内での流れを示す。
【符号の説明】
１０　　電気化学的セル発電装置 １２，１４　　セルの束 １６　　燃料電池 １８　　燃料電極 ２０　　ハウジング ２２　　発電室 ２６　　断熱材 ２８　　新鮮な燃料ガス供給口 ３０　　酸化剤供給口 ３２　　壁 ３４　　多孔質隔壁 ３５　　使用済み酸化剤 ３６　　使用済み燃料ガス ４５　　燃焼済み排気ガス出口チャンネル４６　　使用
済み燃料ガス再循環チャンネル４７　　燃焼済み排気ガ
ス流 ５０　　混合ノズル ５２　　混合拡散室 ５４　　改質室 ５５　　改質室頂部 ５６　　改質材 ５７　　改質室底部 ６１　　隔壁胴部 ６４　　改質室の中間部分 ６５　　改質室の入口

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】新鮮な燃料ガス供給口と、酸化剤ガス供給
    口と、使用済み燃料ガス再循環チャンネルと、それとは
    別個の高温の燃焼済み排気ガス出口チャンネルと、それ
    ぞれが外側燃料電極、内側酸化剤電極及び両電極間の電
    解質を有する複数の電気化学的セルを収容する燃焼室と
    、改質室とよりなる電気化学的セル装置であって、改質
    室が、発電室に近い頂部と新鮮な燃料ガス供給口に近い
    底部とを有し、さらに発電室に連結した外側部分と、隔
    壁胴部及びその内部の混合拡散器よりなり、改質室の底
    部に連結した内側部分と、改質室の頂部において使用済
    み燃料ガス再循環チャンネルと連結し、改質室の底部に
    おいて混合拡散器と合流する、内側および外側部分間に
    位置する中間部分とを備え、改質室の底部近くに設けた
    新鮮な燃料ガス供給口と連結する混合ノズルが改質室の
    底部において混合拡散器内に燃料ガスを給送することを
    特徴とする電気化学的セル装置。
  2. 【請求項２】　　燃焼室、発電室及び改質室が金属製ハ
    ウジング内にあり、混合ノズル及び混合拡散器が改質室
    内にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】　　電気化学的セルが燃料電池であり、新
    鮮な燃料ガスが天然ガスであり、酸化剤電極がドープし
    たＬａＭｎＯ３　を含み、電解質がイットリア安定化ジ
    ルコニアであり、燃料電極がジルコニア−ニッケル・サ
    ーメット物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の
    装置。
  4. 【請求項４】　　燃焼済み排気ガス出口チャンネルの一
    部が改質室の外側と接触していることを特徴とする請求
    項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】　　発電室内にも改質用触媒物質が存在す
    ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】　　改質室が一体化した混合ノズルと混合
    拡散器とを収容し、これらがアクセス及び着脱が容易な
    交換可能サブアセンブリー・カートリッジ型ユニットの
    形状を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】　　酸化剤ガスと新鮮な燃料ガスとで作動
    する請求項１に記載の装置。
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