JP2003323912A - Fuel cell module - Google Patents

Fuel cell module

Info

Publication number
JP2003323912A
JP2003323912A JP2002128400A JP2002128400A JP2003323912A JP 2003323912 A JP2003323912 A JP 2003323912A JP 2002128400 A JP2002128400 A JP 2002128400A JP 2002128400 A JP2002128400 A JP 2002128400A JP 2003323912 A JP2003323912 A JP 2003323912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel cell
tube
chamber
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002128400A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3727902B2 (en
Inventor
Kenichiro Kosaka
健一郎 小阪
Yoshiaki Inoue
好章 井上
Katsuaki Inoue
克明 井上
Osao Kudome
長生 久留
Koji Ikeda
浩二 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2002128400A priority Critical patent/JP3727902B2/en
Publication of JP2003323912A publication Critical patent/JP2003323912A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3727902B2 publication Critical patent/JP3727902B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell module reduced in points to be welded and having an excellent gastight property, facilitating thermal and deformation management during operation. <P>SOLUTION: The fuel cell module comprises a plurality of fuel cell tubes 3, a first fuel chamber 8, a second fuel chamber 9 and air chamber 7. The each fuel cell tube 3 forms a fuel cell. One end of the each fuel cell tube 3 is connected to the first fuel chamber 8 that supplies the fuel cell tubes 3 with fuel gas 1. The other end of the each fuel cell tube 3 is connected to the second fuel chamber 9 that exhausts spent fuel gas 1 through the fuel cell tubes 3. The air chamber 7 being disposed between the first fuel chamber 8 and the second fuel chamber 9 and accommodating the fuel cell tubes 3 supplies oxidizer gas 2 to the fuel cells. The first and second fuel chambers 8 and 9 are formed by integral molding such as presswork of tube plates 14 and 15 to which the fuel cell tubes 3 are respectively connected and side plates 13 and 16 joined to the tube plates 14 and 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関し、
特に、筒型構造を有する燃料電池のモジュールに関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel cell,
In particular, it relates to a fuel cell module having a tubular structure.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の円筒固体電解質型の燃料電池モジ
ュール１００の概略構成の一例を図９に示す。図１１で
は、発電された電力の集電に関わる部分は省略してい
る。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of a schematic structure of a conventional cylindrical solid electrolyte type fuel cell module 100. In FIG. 11, the part relating to the collection of the generated power is omitted.

【０００３】図１１を参照して、燃料電池モジュール１
００は、燃料ガス供給部１１０と、酸化剤ガス供給室１
０７と、発電部である燃料電池セル管１０５とを具備す
る。燃料ガス供給部１１０は、供給室１０８と排出室１
０９とを有する。また、燃料電池セル管１０５は、外管
１０４、内管１０３を有する。そして、酸化剤ガス供給
室１０７は、側板１２１と底面板１２２を有する。Referring to FIG. 11, the fuel cell module 1
00 is the fuel gas supply unit 110 and the oxidant gas supply chamber 1
07 and a fuel cell cell tube 105 which is a power generation unit. The fuel gas supply unit 110 includes a supply chamber 108 and an exhaust chamber 1.
09 and. The fuel cell tube 105 has an outer tube 104 and an inner tube 103. The oxidant gas supply chamber 107 has a side plate 121 and a bottom plate 122.

【０００４】上面板１１２、側板１１３及び底面板１１
４で構成される供給室１０８は、円筒形状を有し、金属
製である。燃料電池セル管１０５に燃料ガス１を供給す
る。上面板１１２は、円形の金属板である。側板１１３
は、円筒側面の金属筒である。底面板１１４は、円形の
金属板である。そして、上面板１１２と側板１１３とは
溶接点１１８ａ（円状）で、側板１１３と底面板１１４
とは溶接点１１８ｂ（円状）でそれぞれ溶接されてい
る。また、底面板１１４、側板１１６及び底面板１１７
で構成される排出室１０９は、円筒形状を有し、金属製
である。燃料電池セル管１０５で使用済みの燃料ガス１
を排出する。側板１１６は、円筒側面の金属筒である。
底面板１１７は、円形の金属板である。そして、底面板
１１４と側板１１６とは溶接点１１８ｃ（円状）で、側
板１１６と底面板１１７とは溶接点ｄ（円状）でそれぞ
れ溶接されている。底面板１１７、側板１２１及び底面
板１２２で構成される酸化剤ガス供給室１０７は、円筒
形状を有し、金属製である。燃料電池セル管１０５を含
み、燃料電池セル管１０５へ酸化剤ガス２を供給する。
側板１２１は、円筒側面の金属筒である。底面板１２２
は、円形の金属板である。そして、底面板１１７と側板
１２１とは溶接点１１８ｅ（円状）で、側板１２１と底
面板１２２とは溶接点ｆ（円状）でそれぞれ溶接されて
いる。Top plate 112, side plate 113 and bottom plate 11
The supply chamber 108 composed of 4 has a cylindrical shape and is made of metal. The fuel gas 1 is supplied to the fuel cell tube 105. The top plate 112 is a circular metal plate. Side plate 113
Is a metal cylinder having a cylindrical side surface. The bottom plate 114 is a circular metal plate. The top plate 112 and the side plate 113 are weld points 118a (circular), and the side plate 113 and the bottom plate 114 are the same.
Are welded at welding points 118b (circular shape). Further, the bottom plate 114, the side plate 116, and the bottom plate 117.
The discharge chamber 109 configured by has a cylindrical shape and is made of metal. Fuel gas used in the fuel cell tube 105 1
Is discharged. The side plate 116 is a metal cylinder having a cylindrical side surface.
The bottom plate 117 is a circular metal plate. The bottom plate 114 and the side plate 116 are welded at a welding point 118c (circular shape), and the side plate 116 and the bottom plate 117 are welded at a welding point d (circular shape). The oxidant gas supply chamber 107 including the bottom plate 117, the side plates 121, and the bottom plate 122 has a cylindrical shape and is made of metal. The fuel cell tube 105 is included, and the oxidant gas 2 is supplied to the fuel cell tube 105.
The side plate 121 is a metal cylinder having a cylindrical side surface. Bottom plate 122
Is a circular metal plate. The bottom plate 117 and the side plate 121 are welded at a welding point 118e (circular shape), and the side plate 121 and the bottom plate 122 are welded at a welding point f (circular shape).

【０００５】燃料電池セル管１０５の外管１０４は、一
端部を底面板１１７に開放されて接合され、他端部を酸
化剤ガス供給室１０７へ延ばし閉止している。外管１０
４は、固定冶具により底面板１１７に固定され、支持さ
れている。内管１０３は、一端部を底面板１１４に開放
されて接合され、他端部を外管１０４の他端部近傍へ延
ばし開放されている。内管１０３は、固定冶具により底
面板１１４に固定され、支持されている。The outer tube 104 of the fuel cell tube 105 has one end opened and joined to the bottom plate 117, and the other end extended to the oxidant gas supply chamber 107 and closed. Outer tube 10
4 is fixed and supported on the bottom plate 117 by a fixing jig. One end of the inner pipe 103 is opened and joined to the bottom plate 114, and the other end thereof is extended to the vicinity of the other end of the outer pipe 104 and opened. The inner tube 103 is fixed to and supported by the bottom plate 114 by a fixing jig.

【０００６】上記構造における各室（供給室１０８、排
出室１０９及び酸化剤ガス供給室１０７）は、各板を張
り合わせて作製するため、板の切り出しや加工、溶接等
工数が多くかかる。そして、各溶接点におけるガスタイ
ト性が重要であるため、非常に高い工作精度や溶接精度
などが要求される。また、燃料電池モジュール１００
は、運転温度が９００℃〜１０００℃と高いため、熱膨
張係数の影響が大きい。例えば、溶接点１１８ｂでは、
底面板１１４の熱伸縮方向と、側板１１３の熱伸縮方向
とが異なる。そのため、底面板１１４が側板１１３によ
り拘束され、自由に熱伸縮することが困難となる。従っ
て、底面板１１４は、熱伸縮の際、変形を起こすことが
考えられる。その変形が、底面板１１７や底面板１１４
に接続された外管１０４や内管１０３に悪影響を及ぼす
ことが考えられる。また、溶接点に対しても、悪影響を
及ぼすことが考えられる。従って、温度管理や変形の管
理が非常に重要となる。Each chamber (supply chamber 108, discharge chamber 109, and oxidant gas supply chamber 107) in the above structure is manufactured by laminating the plates, so that many man-hours such as cutting, processing and welding of the plates are required. Since the gas tightness at each welding point is important, extremely high work precision and welding precision are required. In addition, the fuel cell module 100
Has a high operating temperature of 900 ° C. to 1000 ° C., so that the thermal expansion coefficient has a large effect. For example, at weld point 118b,
The thermal expansion and contraction direction of the bottom plate 114 and the thermal expansion and contraction direction of the side plate 113 are different. Therefore, the bottom plate 114 is restrained by the side plate 113, and it becomes difficult to freely expand and contract by heat. Therefore, it is conceivable that the bottom plate 114 is deformed during thermal expansion and contraction. The deformation is the bottom plate 117 and the bottom plate 114.
It is conceivable that the outer pipe 104 and the inner pipe 103, which are connected to, are adversely affected. In addition, it may adversely affect the welding point. Therefore, temperature control and deformation control are very important.

【０００７】燃料電池モジュールの製造における溶接の
ような作業の工数を少なくし、製造にかかる手間を低減
する技術が求められている。供給室や排出室関連の溶接
の箇所を少なくし、溶接のガスタイト性を考慮する必要
が無く、ガスタイト性を良くする技術が望まれている。
燃料電池モジュール運転時の温度管理や変形の管理を容
易とする技術が求められている。設備の容積及び設置面
積の増加を招くことなく、簡潔な方法で燃料電池モジュ
ールの構造を保持（支持）することが可能な技術が求め
られている。低コストな燃料電池モジュールを製造する
ことが可能な技術が望まれている。There is a demand for a technique for reducing the number of man-hours such as welding in manufacturing a fuel cell module and reducing the labor required for manufacturing. There is a demand for a technique of improving the gas tightness by reducing the number of welding parts related to the supply chamber and the discharge chamber and eliminating the need to consider the gas tightness of the welding.
There is a demand for a technology that facilitates temperature control and deformation control during operation of the fuel cell module. There is a demand for a technique capable of holding (supporting) the structure of a fuel cell module in a simple method without increasing the volume and installation area of equipment. A technology capable of manufacturing a low-cost fuel cell module is desired.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、燃料電池モジュールの製造における工数が少なく、
製造にかかる手間を少なくすることが可能な燃料電池モ
ジュールを提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to reduce the number of steps in manufacturing a fuel cell module,
An object of the present invention is to provide a fuel cell module that can reduce the labor required for manufacturing.

【０００９】また、本発明の他の目的は、燃料電池モジ
ュール製造時の溶接箇所が少なく、気密性を向上するこ
とが可能な燃料電池モジュールを提供することである。Another object of the present invention is to provide a fuel cell module which has a small number of welding points during manufacturing of the fuel cell module and which can improve airtightness.

【００１０】本発明の更に他の目的は、燃料電池モジュ
ール運転時の温度管理や変形の管理を容易とする燃料電
池モジュールを提供することである。Yet another object of the present invention is to provide a fuel cell module which facilitates temperature control and deformation control during operation of the fuel cell module.

【００１１】本発明の別の目的は、設備の容積及び設置
面積の増加を招くことなく、簡潔な方法で構造を保持
（支持）することが可能な燃料電池モジュールを提供す
ることである。Another object of the present invention is to provide a fuel cell module capable of holding (supporting) a structure in a simple manner without increasing the volume and installation area of equipment.

【００１２】本発明の更に別の目的は、より低いコスト
で製造することが可能な燃料電池モジュールを提供する
ことである。Still another object of the present invention is to provide a fuel cell module which can be manufactured at a lower cost.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特
許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応
関係を明らかにするために括弧付で付加されたものであ
る。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範
囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いて
はならない。[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described below by using the numbers and symbols used in the embodiments of the present invention. These numbers / codes are added in parentheses in order to clarify the correspondence between the description in the claims and the embodiments of the invention. However, those numbers and signs should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].

【００１４】従って、上記課題を解決するために、本発
明の燃料電池モジュールは、複数の燃料電池セル管
（３）と、第１燃料室（８）と、第２燃料室（９）と、
空気室（７）とを具備する。複数の燃料電池セル管
（３）は、表面に燃料電池セル（２１）を形成される。
第１燃料室（８）は、複数の燃料電池セル管（３）の一
端部が開放されて嵌合され、複数の燃料電池セル管
（３）内に燃料ガス（１）を供給する。第２燃料室
（９）は、複数の燃料電池セル管（３）の他端部が開放
されて嵌合され、複数の燃料電池セル管（３）で使用済
みの燃料ガス（１）を排出する。空気室（７）は、第１
燃料室（８）と第２燃料室（９）との間に設置され、複
数の燃料電池セル管（３）を含み、燃料電池セル（２
１）に酸化剤ガス（２）を供給する。第１燃料室（８）
及び第２燃料室（９）の少なくとも一方は、複数の燃料
電池セル管（３）が嵌合される一側面としての管板（１
４、１５）と、管板（１４、１５）と接する他の側面と
しての側板（１３、１６）とが一体成型により形成され
ている。ここで、一体成形による形成とは、板金プレス
加工に例示される継目（溶接や接着剤、ネジ止め等の手
法を用いた接合箇所）の無い成形方法を用いて成形され
ていることを意味する。継目（接合箇所）の無い成形方
法として、その他に鋳型に溶融した金属を流して形成す
る方法等が利用できる。Therefore, in order to solve the above problems, the fuel cell module of the present invention comprises a plurality of fuel cell tubes (3), a first fuel chamber (8), a second fuel chamber (9),
An air chamber (7). Fuel cells (21) are formed on the surface of the plurality of fuel cell tubes (3).
The first fuel chamber (8) is fitted with one end of the plurality of fuel cell tubes (3) open and supplies the fuel gas (1) into the plurality of fuel cell tubes (3). The second fuel chamber (9) is fitted with the other ends of the plurality of fuel battery cell tubes (3) opened, and the spent fuel gas (1) is discharged from the plurality of fuel battery cell tubes (3). To do. The air chamber (7) is the first
The fuel cell (2) is installed between the fuel chamber (8) and the second fuel chamber (9) and includes a plurality of fuel battery cell tubes (3).
The oxidant gas (2) is supplied to 1). First fuel chamber (8)
At least one of the second fuel chamber (9) and the tube plate (1) as one side surface into which the plurality of fuel cell tubes (3) are fitted.
4, 15) and the side plates (13, 16) as the other side surfaces contacting the tube plates (14, 15) are integrally formed. Here, the formation by integral molding means that it is formed by using a forming method having no seam (joint portion using a method such as welding, an adhesive, or screwing) exemplified in sheet metal pressing. . As a forming method without a seam (joint portion), a method of forming molten metal by flowing it into a mold can be used.

【００１５】また、本発明の燃料電池モジュールは、そ
の一体成型が、金属板のプレス加工である。In the fuel cell module of the present invention, the integral molding is press working of a metal plate.

【００１６】また、本発明の燃料電池モジュールは、管
板（１４、１５）と複数の燃料電池セル管（３）とは、
締り嵌めにより嵌合している。Further, in the fuel cell module of the present invention, the tube sheet (14, 15) and the plurality of fuel cell cells (3) are:
Fitted with an interference fit.

【００１７】また、本発明の燃料電池モジュールは、複
数の燃料電池セル管（３）が、管板（１４、１５）に千
鳥格子状又は正方格子状に配列して嵌合されている。Further, in the fuel cell module of the present invention, a plurality of fuel cell tubes (3) are arranged and fitted in the tube plates (14, 15) in a zigzag or square grid pattern.

【００１８】また、本発明の燃料電池モジュールは、複
数の燃料電池セル管（３）の各々を内側に結合した複数
の嵌合リング（２６、２６’）を更に具備する。そし
て、管板（１４，１５）と複数の燃料電池セル管（３）
とは、複数の嵌合リング（２６、２６’）を介して嵌合
している。Further, the fuel cell module of the present invention further comprises a plurality of fitting rings (26, 26 ') in which each of the plurality of fuel cell tubes (3) is connected inside. Then, the tube plate (14, 15) and the plurality of fuel cell tubes (3)
And are fitted via a plurality of fitting rings (26, 26 ').

【００１９】また、本発明の燃料電池モジュールは、管
板（１４、１５）と複数の燃料電池セル管（３）との嵌
合は、管板（１４、１５）と複数の嵌合リング（２６、
２６’）とによる締り嵌めである。Further, in the fuel cell module of the present invention, the tube plate (14, 15) and the plurality of fuel cell cell tubes (3) are fitted to each other by the tube plate (14, 15) and the plurality of fitting rings ( 26,
26 ') and an interference fit.

【００２０】また、本発明の燃料電池モジュールは、第
１燃料室（８）及び第２燃料室（９）のいずれか一方
が、他方に対して、可動的に保持されている。Further, in the fuel cell module of the present invention, one of the first fuel chamber (8) and the second fuel chamber (9) is movably held with respect to the other.

【００２１】また、本発明の燃料電池モジュールは、複
数の燃料電池セル管（３）と、第１空気室（８）と、第
２空気室（９）と、燃料室（７）とを具備する。複数の
燃料電池セル管（３）は、表面に燃料電池セル（２１）
を形成される。第１空気室（８）は、複数の燃料電池セ
ル管（３）の一端部が開放されて嵌合され、複数の燃料
電池セル管（３）内に酸化剤ガス（２）を供給する。第
２空気室（９）は、複数の燃料電池セル管（３）の他端
部が開放されて嵌合され、複数の燃料電池セル管（３）
で使用済みの酸化剤ガス（２）を排出する。燃料室
（７）は、第１空気室（８）と第２空気室（９）との間
に設置され、複数の燃料電池セル管（３）を含み、燃料
電池セル（２１）に燃料ガス（１）を供給する。そし
て、第１空気（８）室及び第２空気室（９）の少なくと
も一方は、複数の燃料電池セル管（３）が嵌合される一
側面としての管板（１４、１５）と、管板（１４、１
５）と接する他の側面としての側板（１３、１６）とが
一体成型により形成されている。Further, the fuel cell module of the present invention comprises a plurality of fuel cell tubes (3), a first air chamber (8), a second air chamber (9) and a fuel chamber (7). To do. The plurality of fuel cell tubes (3) have fuel cell (21) on the surface.
Is formed. The first air chamber (8) is fitted with one end of the plurality of fuel cell tubes (3) opened and supplies the oxidant gas (2) into the plurality of fuel cell tubes (3). The second air chamber (9) is fitted with the other end portions of the plurality of fuel battery cell tubes (3) opened so that the plurality of fuel battery cell tubes (3) are fitted.
The used oxidizing gas (2) is discharged. The fuel chamber (7) is installed between the first air chamber (8) and the second air chamber (9), and includes a plurality of fuel battery cell tubes (3), and the fuel gas is supplied to the fuel battery cells (21). Supply (1). Then, at least one of the first air chamber (8) and the second air chamber (9) has a tube plate (14, 15) as one side surface into which a plurality of fuel cell tubes (3) are fitted, and a tube. Board (14, 1)
5) and the side plates (13, 16) as the other side surfaces which are in contact with each other are integrally formed.

【００２２】また、本発明の燃料電池モジュールは、そ
の一体成型が、金属板のプレス加工である。In the fuel cell module of the present invention, the integral molding is press working of a metal plate.

【００２３】更に、本発明の燃料電池モジュールは、複
数の燃料電池セル管（３）の各々を内側に結合した複数
の嵌合リング（２６、２６’）を更に具備する。管板
（１４、１５）と複数の燃料電池セル管（３）とは、複
数の嵌合リング（２６、２６’）を介して嵌合してい
る。Furthermore, the fuel cell module of the present invention further comprises a plurality of fitting rings (26, 26 ') in which each of the plurality of fuel cell tubes (3) is connected inside. The tube plate (14, 15) and the plurality of fuel cell tubes (3) are fitted to each other via a plurality of fitting rings (26, 26 ').

【００２４】更に、本発明の燃料電池モジュールは、管
板（１４、１５）と複数の燃料電池セル管（３）との嵌
合が、管板（１４、１５）と複数の嵌合リング（２６、
２６’）とによる締り嵌めである。Furthermore, in the fuel cell module of the present invention, the tube plate (14, 15) and the plurality of fuel cell cell tubes (3) are fitted to each other by the tube plate (14, 15) and the plurality of fitting rings ( 26,
26 ') and an interference fit.

【００２５】更に、本発明の燃料電池モジュールは、第
１空気室（８）及び第２空気室（９）のいずれか一方
が、他方に対して、可動に保持されている。Further, in the fuel cell module of the present invention, one of the first air chamber (8) and the second air chamber (9) is movably held with respect to the other.

【００２６】更に、本発明の燃料電池モジュールは、複
数の燃料電池セル管（３）と、第１燃料室（８）と、第
２燃料室（９）と、空気室（７）とを具備する。複数の
燃料電池セル管（３）は、表面に燃料電池セル（２１）
を形成された外管（５）と外管（５）の内部に配設され
た内管（４）とを含む。第１燃料室（８）は、複数の燃
料電池セル管（３）の各々の内管（４）の一端部が開放
されて嵌合され、内管（４）に燃料ガス（１）を供給す
る。第２燃料室（９）は、複数の燃料電池セル管（３）
の各々の外管（５）の一端部が開放されて嵌合され、外
管（５）で使用済みの燃料ガス（１）を排出する。空気
室（７）は、第１燃料室（８）と反対側の第２燃料室
（９）の隣に設置され、複数の燃料電池セル管（３）を
含み、燃料電池セル（２１）に酸化剤ガス（２）を供給
する。そして、外管（５）は、外管（５）の他端部が、
空気室（７）へ延び、閉止されている。内管（４）は、
内管（４）の他端部が、外管（５）の他端部の近傍へ延
び、開放されている。第１燃料室（８）と内管（４）と
が嵌合する一側面としての第１管板（１４）、及び第２
燃料室（９）と外管（５）とが嵌合する一側面としての
第２管板（１５）の少なくとも一方は、他の側面として
の側板（１３、１６）と一体に成型されている。Furthermore, the fuel cell module of the present invention comprises a plurality of fuel cell tubes (3), a first fuel chamber (8), a second fuel chamber (9), and an air chamber (7). To do. The plurality of fuel cell tubes (3) have fuel cell (21) on the surface.
And an inner pipe (4) disposed inside the outer pipe (5). The first fuel chamber (8) is fitted with one end of each inner tube (4) of the plurality of fuel cell tubes (3) being opened to supply the fuel gas (1) to the inner tube (4). To do. The second fuel chamber (9) has a plurality of fuel cell tubes (3).
One end of each outer tube (5) is opened and fitted, and the spent fuel gas (1) is discharged through the outer tube (5). The air chamber (7) is installed next to the second fuel chamber (9) on the side opposite to the first fuel chamber (8), includes a plurality of fuel battery cell tubes (3), and is installed in the fuel battery cell (21). Supply oxidant gas (2). Then, the outer pipe (5) is such that the other end of the outer pipe (5) is
It extends into the air chamber (7) and is closed. The inner tube (4) is
The other end of the inner pipe (4) extends near the other end of the outer pipe (5) and is open. A first tube sheet (14) as one side surface where the first fuel chamber (8) and the inner tube (4) are fitted, and a second
At least one of the second tube plates (15) as one side surface where the fuel chamber (9) and the outer tube (5) are fitted is integrally molded with the side plates (13, 16) as the other side surface. .

【００２７】更に、本発明の燃料電池モジュールは、複
数の燃料電池セル管（３）と、第１空気室（８）と、第
２空気室（９）と、燃料室（７）とを具備する。複数の
燃料電池セル管（３）は、表面に燃料電池セル（２１）
を形成された外管（５）と外管（５）の内部に配設され
た内管（４）とを含む。第１空気室（８）は、複数の燃
料電池セル管（３）の各々の内管（４）の一端部が開放
されて嵌合され、内管（４）に酸化剤ガス（２）を供給
する。第２空気室（９）は、複数の燃料電池セル管
（３）の各々の外管（５）の一端部が開放されて嵌合さ
れ、外管（５）で使用済みの酸化剤ガス（２）を排出す
る。燃料室（７）は、第１空気室（８）と反対側の第２
空気室（９）の隣に設置され、複数の燃料電池セル管
（３）を含み、燃料電池セル（２１）に燃料ガス（１）
を供給する。そして、外管（５）は、外管（５）の他端
部が、燃料室（７）へ延び、閉止されている。内管
（４）は、内管（４）の他端部が、外管（５）の他端部
の近傍へ延び、開放されている。第１空気室（８）と内
管（４）とが嵌合する一側面としての第１管板（１
４）、及び第２空気室（９）と外管（５）とが嵌合する
一側面としての第２管板（１５）の少なくとも一方は、
他の側面としての側板（１３、１６）と一体に成型され
ている。Further, the fuel cell module of the present invention comprises a plurality of fuel cell tubes (3), a first air chamber (8), a second air chamber (9) and a fuel chamber (7). To do. The plurality of fuel cell tubes (3) have fuel cell (21) on the surface.
And an inner pipe (4) disposed inside the outer pipe (5). The first air chamber (8) is fitted with one end of each of the inner tubes (4) of the plurality of fuel cell tubes (3) opened, and the oxidant gas (2) is introduced into the inner tubes (4). Supply. The second air chamber (9) is fitted with one end of each outer tube (5) of the plurality of fuel cell tubes (3) being opened, and the oxidant gas used in the outer tube (5) ( 2) is discharged. The fuel chamber (7) has a second air chamber (8) opposite to the second air chamber (8).
The fuel cell (21) is installed next to the air chamber (9) and includes a plurality of fuel battery cell tubes (3), and the fuel gas (1) is installed in the fuel battery cell (21).
To supply. The outer pipe (5) is closed by the other end of the outer pipe (5) extending into the fuel chamber (7). The inner pipe (4) is open at the other end of the inner pipe (4) extending near the other end of the outer pipe (5). The first tube sheet (1) as one side surface where the first air chamber (8) and the inner tube (4) are fitted to each other.
4) and at least one of the second tube sheet (15) as one side surface where the second air chamber (9) and the outer tube (5) are fitted,
It is molded integrally with the side plates (13, 16) as other side surfaces.

【００２８】更に、本発明の燃料電池モジュールは、そ
の一体成型が、金属板のプレス加工である。Further, in the fuel cell module of the present invention, the integral molding is press working of a metal plate.

【００２９】更に、本発明の燃料電池モジュールは、内
管（４）を内側に結合する第１嵌合リング（２６）を更
に具備する。そして、第１管板（１４）と内管（４）と
は、第１嵌合リング（２６）を介して嵌合している。Further, the fuel cell module of the present invention further comprises a first fitting ring (26) for connecting the inner tube (4) to the inside. And the 1st tube sheet (14) and the inner tube (4) are fitted via the 1st fitting ring (26).

【００３０】更に、本発明の燃料電池モジュールは、外
管（５）を内側に結合する第２嵌合リング（２６’）を
更に具備する。第２管板（１５）と外管（５）とは、第
２嵌合リング（２６’）を介して嵌合している。Furthermore, the fuel cell module of the present invention further comprises a second fitting ring (26 ') for connecting the outer tube (5) to the inside. The second tube sheet (15) and the outer tube (5) are fitted together via a second fitting ring (26 ').

【００３１】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明である燃料電池モジ
ュールの実施の形態に関して、添付図面を参照して説明
する。本実施例において、筒型のうち円筒型の燃料電池
モジュールについて例を示して説明するが、他の筒型構
造を有する燃料電池にも適用が可能である。なお、各実
施の形態において同一又は相当部分には同一の符号を付
して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a fuel cell module according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a cylindrical type fuel cell module will be described as an example, but the present invention can also be applied to a fuel cell having another cylindrical structure. Note that the same or corresponding portions in the respective embodiments will be described with the same reference numerals.

【００３２】（実施例１）本発明である燃料電池モジュ
ールの第１の実施の形態について、添付図面を参照して
説明する。図１は、本発明である燃料電池モジュールの
第１の実施の形態の構成を示す図（断面図）である。燃
料電池モジュール３０は、複数の燃料電池セル管３、空
気室としての酸化剤ガス供給室７、第１燃料室としての
供給室８、第２燃料室としての排出室９、断熱体１０
（−１〜２）を備える。第１燃料室としての供給室８
は、蓋板１２、側板１３、第１燃料室の一側面としての
管板Ａ１４、接合部１８−１、燃料ガス供給口８−１及
び（複数の）第１嵌合部８−２、を有する。第２燃料室
としての排出室９は、蓋板１７、側板１６、第２燃料室
の一側面としての管板Ｂ１５、接合部１８−２、燃料ガ
ス排出口９−１及び（複数の）第２嵌合部９−２を有す
る。酸化剤ガス供給室７は、管板Ａ１４（及び側板１
３）、管板Ｂ１５（及び側板１６）、接合部１８−１〜
１８−２、側板３１、伸縮部３２、酸化剤ガス供給口７
−１及び酸化剤ガス排出口７−２を有する。なお、図１
の構成は、本図面においては、集電に関する構成につい
て、省略している。(Embodiment 1) A first embodiment of a fuel cell module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) showing a configuration of a first embodiment of a fuel cell module according to the present invention. The fuel cell module 30 includes a plurality of fuel cell cells 3, an oxidant gas supply chamber 7 as an air chamber, a supply chamber 8 as a first fuel chamber, an exhaust chamber 9 as a second fuel chamber, and a heat insulator 10.
(-1 to 2). Supply chamber 8 as the first fuel chamber
Includes a lid plate 12, a side plate 13, a tube plate A14 as one side surface of the first fuel chamber, a joint portion 18-1, a fuel gas supply port 8-1 and a plurality of first fitting portions 8-2. Have. The discharge chamber 9 as the second fuel chamber includes a lid plate 17, a side plate 16, a tube plate B15 as one side surface of the second fuel chamber, a joint portion 18-2, a fuel gas discharge port 9-1 and (a plurality of) fuel gas discharge ports 9-1. It has two fitting portions 9-2. The oxidant gas supply chamber 7 has a tube plate A14 (and a side plate 1).
3), tube plate B15 (and side plate 16), joints 18-1 to 18-1
18-2, side plate 31, expandable portion 32, oxidant gas supply port 7
-1 and an oxidant gas discharge port 7-2. Note that FIG.
In this drawing, the configuration relating to current collection is omitted.

【００３３】本発明では、供給室８の側板１３と管板Ａ
１４が、金属薄板の（板金）プレス加工のような一体成
形の手法により、形成されている。従って、側板１３と
管板Ａ１４との間の溶接が不要となり、工数及びコスト
の低減が可能となる。そして、側板１３と管板Ａ１４と
の間の部分からのガスのリークの可能性が無くなり、ガ
スタイト性の信頼性が向上する。また、側板１３と管板
Ａ１４とが一体成形物なので、側板１３が管板Ａ１４を
拘束して、管板Ａ１４が変形する問題を回避することが
出来る。排出室９の側板１６と管板Ｂ１５も一体成形さ
れており、同様の効果が得られる。また、複数の燃料電
池セル管３は、その一端部において供給室８の管板Ａ１
４に締り嵌めで接合（第１嵌合部８−２）されている。
そして、管板Ａ１４の締め付け力により、供給室８側に
おいて、強固に保持されている。同様に、複数の燃料電
池セル管３が、その他端部において排出室９の管板Ｂ１
５に締り嵌めで接合（第２嵌合部９−２）されている。
そして、管板Ｂ１５の締め付け力により、排出室９側に
おいて、強固に保持されている。この管板Ａ１４及び管
板Ｂ１５による燃料電池セル管３の両端保持の力と燃料
電池セル管３の強度により、供給室８−燃料電池セル管
３−排出室９が一つの構造体として、その構造が強く保
持（支持、維持）される。その結果、構造を維持するた
めの構造材を使用することなく、燃料電池モジュール３
０の構造の保持が可能となる。In the present invention, the side plate 13 of the supply chamber 8 and the tube plate A are
14 is formed by an integral molding method such as (sheet metal) pressing of a thin metal plate. Therefore, welding between the side plate 13 and the tube plate A14 becomes unnecessary, and the number of steps and cost can be reduced. Then, the possibility of gas leakage from the portion between the side plate 13 and the tube plate A14 is eliminated, and the reliability of gas tightness is improved. Further, since the side plate 13 and the tube plate A14 are integrally molded, the problem that the side plate 13 restrains the tube plate A14 and the tube plate A14 is deformed can be avoided. The side plate 16 of the discharge chamber 9 and the tube plate B15 are also integrally formed, and the same effect can be obtained. In addition, the plurality of fuel cell cell tubes 3 have a tube plate A1 of the supply chamber 8 at one end thereof.
4 is joined by interference fitting (first fitting portion 8-2).
Then, it is firmly held on the supply chamber 8 side by the tightening force of the tube sheet A14. Similarly, the plurality of fuel cell tubes 3 are connected to the tube plate B1 of the discharge chamber 9 at the other end.
5 is joined by interference fitting (second fitting portion 9-2).
Then, it is firmly held on the discharge chamber 9 side by the tightening force of the tube sheet B15. Due to the force of the tube sheet A14 and the tube sheet B15 for holding both ends of the fuel cell cell tube 3 and the strength of the fuel cell cell tube 3, the supply chamber 8-the fuel cell cell tube 3-the discharge chamber 9 constitutes one structure. The structure is strongly held (supported and maintained). As a result, the fuel cell module 3 can be used without using a structural material for maintaining the structure.
The structure of 0 can be retained.

【００３４】以下に各構成を詳細に説明する。燃料電池
セル管３は、多孔質セラミックスの円筒型の基体管であ
る。外周面上には、発電を行う燃料電池セル２１とリー
ド膜２３（後述）を有する。燃料電池セル管３は、一端
部を供給室８の管板Ａ１４に、開放されて嵌合されてい
る。同様に、他端部は排出室９の管板Ｂ１５に、開放さ
れて嵌合されている。材質は、安定化ジルコニアであ
る。Each configuration will be described in detail below. The fuel cell tube 3 is a cylindrical base tube made of porous ceramics. On the outer peripheral surface, a fuel cell 21 for generating power and a lead film 23 (described later) are provided. One end of the fuel cell tube 3 is openly fitted into the tube plate A14 of the supply chamber 8. Similarly, the other end is opened and fitted to the tube plate B15 of the discharge chamber 9. The material is stabilized zirconia.

【００３５】第１燃料室としての供給室８は、蓋板１２
と側板１３と管板Ａ１４とで囲まれた中空の直方体や円
柱等の形をしているガス分配室である。各板は、ステン
レスや耐熱合金などの金属製の薄板である。側板１３と
管板Ａ１４とは、例えば１枚の金属薄板を（板金）プレ
ス加工により、蓋無しの容器のような形状に一体成形さ
れた第１容器部１９（後述）である。従って、第１容器
部１９の側板１３と管板Ａ１４との間に溶接のような加
工を行なう必要がない。蓋板１２と第１容器部１９（の
側板１３）と（側板３１）とは、接合部１８−１におい
て、ガスリークしない方法で加工され（後述）、供給室
８を形成する。供給室８は、蓋板１２に燃料ガス１の供
給を受けるためのガス供給口８−１を有する。管板Ａ１
４は、供給室８と酸化剤ガス供給室７とを隔て、燃料電
池セル管３を接続するための孔を（燃料電池セル管３の
数だけ）有している。管板Ａ１４は、供給室８に入った
燃料ガス１が燃料電池セル管３へ供給されるように、燃
料電池セル管３の一端部と第１嵌合部８−２で連結し、
接合している。複数存在する各燃料電池セル管３へ、均
等に燃料ガス１を供給する。内部にガスの流れを整え易
くするために整流板のような機構を用いても良い。本実
施例では、ステンレス製の直方体形状を有する。The supply chamber 8 as the first fuel chamber has a cover plate 12
It is a gas distribution chamber in the shape of a hollow rectangular parallelepiped or a column surrounded by the side plate 13 and the tube plate A14. Each plate is a thin plate made of metal such as stainless steel or heat resistant alloy. The side plate 13 and the tube plate A14 are a first container portion 19 (described later) integrally formed by, for example, pressing a sheet metal sheet (sheet metal) into a shape like a container without a lid. Therefore, it is not necessary to perform processing such as welding between the side plate 13 of the first container portion 19 and the tube plate A14. The lid plate 12, (the side plate 13 of) the first container part 19 and (the side plate 31) are processed in the joint part 18-1 by a method that does not cause a gas leak (described later) to form the supply chamber 8. The supply chamber 8 has a cover plate 12 having a gas supply port 8-1 for receiving the supply of the fuel gas 1. Tube sheet A1
4 has holes (as many as the number of the fuel battery cell tubes 3) for connecting the fuel battery cell tubes 3 with the supply chamber 8 and the oxidant gas supply chamber 7 being separated from each other. The tube sheet A14 is connected to one end of the fuel cell tube 3 by the first fitting portion 8-2 so that the fuel gas 1 that has entered the supply chamber 8 is supplied to the fuel cell tube 3.
It is joined. The fuel gas 1 is evenly supplied to each of the plurality of fuel battery cell tubes 3. A mechanism such as a rectifying plate may be used to make it easier to regulate the gas flow inside. In this embodiment, it has a rectangular parallelepiped shape made of stainless steel.

【００３６】第２燃料室としての排出室９は、蓋板１７
と側板１６と管板Ｂ１５とで囲まれた中空の直方体や円
柱等の形をしているガス分配室である。各板は、ステン
レスや耐熱合金などの金属製の薄板である。側板１６と
管板Ｂ１５とは、例えば１枚の金属薄板を（板金）プレ
ス加工により、蓋無しの容器のような形状に一体成形さ
れた第２容器部２０（後述）である。従って、第２容器
部２０の側板１６と管板Ｂ１５との間に溶接のような加
工を行なう必要がない。蓋板１７と第１容器部２０（の
側板１６）と（側板３１と）は、接合部１８−２におい
て、ガスリークしない方法で加工され（後述）、排出室
９を形成する。排出室９は、蓋板１７に使用済みの燃料
ガス１の排出を行なうためのガス排出口９−１を有す
る。管板Ｂ１５は、排出室９と酸化剤ガス供給室７とを
隔て、燃料電池セル管３を接続するための孔を（燃料電
池セル管３の数だけ）有している。管板Ｂ１５は、燃料
電池セル管３から排出される使用済み燃料ガス１を収集
可能なように、燃料電池セル管３の他端部と第２嵌合部
９−２で連結し、接合している。内部にガスの流れを整
え易くする整流板のような機構を用いても良い。本実施
例では、ステンレス製の直方体形状を有する。The discharge chamber 9 as the second fuel chamber has a cover plate 17
It is a gas distribution chamber in the shape of a hollow rectangular parallelepiped or a cylinder surrounded by the side plate 16 and the tube plate B15. Each plate is a thin plate made of metal such as stainless steel or heat resistant alloy. The side plate 16 and the tube plate B15 are a second container part 20 (described later) integrally formed by, for example, pressing a sheet metal sheet into a shape like a container without a lid. Therefore, it is not necessary to perform processing such as welding between the side plate 16 of the second container part 20 and the tube plate B15. The lid plate 17 and (the side plate 16 of) the first container portion 20 and (the side plate 31) are processed in the joint portion 18-2 by a method that does not cause a gas leak (described later) to form the discharge chamber 9. The discharge chamber 9 has a gas discharge port 9-1 for discharging the used fuel gas 1 on the cover plate 17. The tube sheet B15 has holes (as many as the number of the fuel battery cell tubes 3) for connecting the fuel battery cell tubes 3 with the discharge chamber 9 and the oxidant gas supply chamber 7 being separated from each other. The tube plate B15 is connected and joined to the other end of the fuel cell tube 3 by the second fitting portion 9-2 so that the spent fuel gas 1 discharged from the fuel cell tube 3 can be collected. ing. A mechanism such as a rectifying plate for facilitating the flow of gas inside may be used. In this embodiment, it has a rectangular parallelepiped shape made of stainless steel.

【００３７】空気室としての酸化剤ガス供給室７は、管
板Ａ１４（第１容器１９）と管板Ｂ１５（第２容器２
０）と側板３１とで囲まれた中空の直方体や円柱等の形
をしているガス供給室である。各板は、ステンレスや耐
熱合金などの金属製の薄板である。第１容器１９と側板
３１とは接合部１８−１（後述）でガスリークしない方
法で接合されている。また、第２容器２０と側板３１と
は接合部１８−２（後述）で接合されている。そして、
第１容器１９と第２容器２０と側板３１は、酸化剤ガス
供給室７を形成する。熱により燃料電池セル管３が伸縮
し、供給室８と排気室９との距離が変化することに対応
するために、伸縮部３２を備える。伸縮部３２は、例え
ば、側板３１中に設けられた蛇腹状の伸縮可能な部位で
ある。ただし、管板Ａ１４及び管板Ｂ１５の弾性変形
や、燃料電池セル管３又は第１嵌合リングと管板Ａ１４
との間（あるいは第２嵌合リングと管板Ｂ１５との間）
のスライド（摺動）により熱伸縮に対応することも可能
である。酸化剤ガス供給室７は、燃料電池セル管３を含
み、燃料電池セル管３に酸化剤ガス２を供給する。酸化
剤ガス２の供給を受けるための酸化剤ガス供給口７−１
及び使用済みの酸化剤ガス２の排出を行なうための酸化
剤ガス排出口７−２を有する。管板Ａ１４及び管板Ｂ１
５の近傍の内部に、断熱体１０（断熱体Ａ１０−１及び
断熱体Ｂ１０−２）を固定している。本実施例では、ス
テンレス製の直方体形状を有する。The oxidant gas supply chamber 7 as an air chamber includes a tube plate A14 (first container 19) and a tube plate B15 (second container 2).
0) and the side plate 31 are hollow rectangular parallelepiped or cylindrical gas supply chambers. Each plate is a thin plate made of metal such as stainless steel or heat resistant alloy. The first container 19 and the side plate 31 are joined at a joining portion 18-1 (described later) by a method that does not leak gas. In addition, the second container 20 and the side plate 31 are joined at a joint portion 18-2 (described later). And
The first container 19, the second container 20, and the side plate 31 form the oxidant gas supply chamber 7. The expansion / contraction part 32 is provided to cope with the expansion and contraction of the fuel cell tube 3 due to heat and the change in the distance between the supply chamber 8 and the exhaust chamber 9. The stretchable portion 32 is, for example, a bellows-shaped stretchable portion provided in the side plate 31. However, the elastic deformation of the tube sheet A14 and the tube sheet B15, the fuel cell tube 3 or the first fitting ring and the tube sheet A14.
Between (or between the second fitting ring and tube sheet B15)
It is also possible to cope with thermal expansion and contraction by sliding (sliding). The oxidant gas supply chamber 7 includes the fuel cell cell pipe 3, and supplies the oxidant gas 2 to the fuel cell cell pipe 3. Oxidant gas supply port 7-1 for receiving supply of oxidant gas 2
And an oxidant gas discharge port 7-2 for discharging the used oxidant gas 2. Tube sheet A14 and tube sheet B1
Inside the vicinity of 5, the heat insulator 10 (heat insulator A10-1 and heat insulator B10-2) is fixed. In this embodiment, it has a rectangular parallelepiped shape made of stainless steel.

【００３８】断熱体１０は、管板Ａ１４及び管板Ｂ１５
の近傍であって、供給室８及び排出室９の外側の酸化剤
ガス供給室７内に固定されている。管板Ａ１４側が、断
熱体Ａ１０−１であり、管板Ｂ１５側が、断熱体Ｂ１０
−２である。そして、燃料電池セル管３上の両端部の近
傍において、管板と共に酸化剤ガス２の流路を形成し、
その流通を制限している。また、燃料電池セル管３の発
電部２１（後述）側の熱を遮断し、管板Ａ１４及び管板
Ｂ１５、あるいは、第１嵌合部及び第２嵌合部を、熱的
に保護する。材料としては、多孔質シリカ、多孔質アル
ミナ、シリカ、アルミナ、マグネシアなどを主成分とす
る断熱材などである。The heat insulator 10 includes a tube sheet A14 and a tube sheet B15.
Is fixed in the oxidant gas supply chamber 7 outside the supply chamber 8 and the discharge chamber 9 in the vicinity of. The tube sheet A14 side is the heat insulator A10-1, and the tube sheet B15 side is the heat insulator B10.
-2. Then, in the vicinity of both ends on the fuel cell tube 3, a flow path of the oxidant gas 2 is formed together with the tube plate,
Its distribution is restricted. Further, the heat of the power generation unit 21 (described later) of the fuel cell tube 3 is shut off to thermally protect the tube sheet A14 and the tube sheet B15 or the first fitting section and the second fitting section. Examples of the material include a heat insulating material containing porous silica, porous alumina, silica, alumina, magnesia and the like as a main component.

【００３９】図５（ｂ）に、断熱体１０（断熱体Ａ１０
−１及び断熱体Ｂ１０−２）の正面図（図１は、断面図
である）を示す。図５（ｂ）にあるように、断熱体１０
は千鳥格子状に燃料電池セル管３用の孔１０−３が開口
している。孔１０−３の直径は、燃料電池セル管３の直
径よりもやや大きい。燃料電池セル管３と孔１０−３と
の隙間を酸化剤ガス２が通過するためである。ただし、
本発明における燃料電池の燃料電池セル管３の配置及び
その本数が、図５（ｂ）に示すような配置に限定される
ものではない。FIG. 5B shows a heat insulator 10 (heat insulator A10).
-1 and a heat insulator B10-2) are front views (Fig. 1 is a cross-sectional view). As shown in FIG. 5B, the heat insulator 10
The holes 10-3 for the fuel cell tubes 3 are opened in a zigzag pattern. The diameter of the hole 10-3 is slightly larger than the diameter of the fuel cell tube 3. This is because the oxidant gas 2 passes through the gap between the fuel cell tube 3 and the hole 10-3. However,
The arrangement and the number of the fuel cell tubes 3 of the fuel cell according to the present invention are not limited to the arrangement shown in FIG. 5 (b).

【００４０】なお、燃料ガス１は、燃料電池セル２１が
直接内部改質型の場合には、メタン、プロパン等の炭化
水素と水蒸気との混合ガスである。そうでない場合に
は、水素と水蒸気とを含む混合ガスである。また、酸化
剤ガス２は、酸素、空気、あるいはそれらを含む混合ガ
スである。The fuel gas 1 is a mixed gas of hydrocarbons such as methane and propane and steam when the fuel cell unit 21 is a direct internal reforming type. Otherwise, it is a mixed gas containing hydrogen and water vapor. The oxidant gas 2 is oxygen, air, or a mixed gas containing them.

【００４１】次に、図２を参照して、燃料電池セル管３
の第１嵌合部８−２及びその周辺について説明する。図
２は、図１の燃料電池セル管３の１本分の第１嵌合部８
−２及びその周辺について拡大した図である。本図面に
おいては、集電に関する構成について、省略している。
第１嵌合部８−２は、燃料電池セル２１と発電部２２と
リード膜２３とを含む燃料電池セル管３、管板Ａ１４、
シール剤２４、第１嵌合リング２６及び充填材２７を備
える。その周辺の酸化剤ガス２の流れを断熱体Ａ１０−
１が制限している。Next, referring to FIG. 2, the fuel cell tube 3
The first fitting portion 8-2 and its periphery will be described. FIG. 2 shows a first fitting portion 8 for one fuel cell tube 3 of FIG.
2 is an enlarged view of -2 and its periphery. In the drawing, the configuration relating to the current collection is omitted.
The first fitting portion 8-2 includes a fuel battery cell tube 3 including a fuel battery cell 21, a power generation unit 22, and a lead film 23, a tube plate A14,
A sealant 24, a first fitting ring 26, and a filler 27 are provided. The flow of the oxidant gas 2 around the heat insulator A10-
1 is limited.

【００４２】燃料電池セル２１は、燃料電池セル管３の
外周面上に、燃料極、電解質膜、空気極を順に少しずつ
ずらして積層（図示せず）した燃料電池のセルである。
それぞれの燃料電池セル２１同士は、インターコネクタ
膜（図示せず）で直列に接合されている。燃料電池セル
管３の内側から拡散してくる燃料ガス１と、燃料電池セ
ル管３の外側から供給される酸化剤ガス２とにより、発
電を行う。発電部２２は、燃料電池セル管３上の燃料電
池セル２１が複数ある領域である。ここで、発電がなさ
れ、それと同時に、セルの抵抗損などにより熱が発生し
高温になっている。The fuel battery cell 21 is a fuel battery cell in which a fuel electrode, an electrolyte membrane, and an air electrode are laminated on the outer peripheral surface of the fuel battery cell tube 3 in this order by gradually shifting them (not shown).
The respective fuel cells 21 are joined in series by an interconnector film (not shown). The fuel gas 1 diffused from the inside of the fuel cell tube 3 and the oxidant gas 2 supplied from the outside of the fuel cell tube 3 generate power. The power generation section 22 is an area where there are a plurality of fuel cells 21 on the fuel cell tube 3. Here, power is generated, and at the same time, heat is generated due to resistance loss of the cell and the like, and the temperature is high.

【００４３】リード膜２３は、発電部２２で発電された
電力を導く一方の極としての導電性の膜である。排出室
９側にも同様にあり、両膜から引き出した電極から電力
を取り出す。The lead film 23 is a conductive film serving as one pole for guiding the power generated by the power generation section 22. The discharge chamber 9 side is also provided in the same manner, and electric power is taken out from the electrodes drawn from both membranes.

【００４４】シール剤２４は、第１嵌合リング２６の外
周面側と管板Ａ１４の第１嵌合部８−２での内周面側と
間の領域に充填されるガスシール剤である。その隙間を
埋め、供給室８の燃料ガス１と、酸化剤ガス供給室７の
酸化剤ガス２との間をガスシールする。その周辺の最高
使用温度に合わせたシール剤を用いる。なお、第１嵌合
リング２６の表面と管板Ａ１４の第１嵌合部８−２の内
周面とのすり合わせが非常に高精度の場合には、シール
剤を用いない場合もある。The sealant 24 is a gas sealant filled in a region between the outer peripheral surface side of the first fitting ring 26 and the inner peripheral surface side of the first fitting portion 8-2 of the tube sheet A14. . The gap is filled, and the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the oxidant gas 2 in the oxidant gas supply chamber 7 are gas-sealed. Use a sealant that matches the maximum operating temperature around it. When the surface of the first fitting ring 26 and the inner peripheral surface of the first fitting portion 8-2 of the tube plate A14 are rubbed with each other with extremely high accuracy, the sealant may not be used.

【００４５】第１嵌合リング２６は、その内径が燃料電
池セル管３よりもやや大きい円筒状のリングである。そ
の外周面と、管板Ａ１４の第１嵌合部８−２の内周面と
が密接している。燃料電池セル管３の寸法の多少のず
れ、表面の凹凸を、この第１嵌合リング２６と充填材２
７（後述）とが緩衝材として働き、吸収する。材料は、
加工精度やコストの面から金属が好ましい。また、酸化
雰囲気での使用なので耐酸化性を有する金属がより好ま
しい。そのような金属としては、ステンレス鋼が挙げら
れる。The first fitting ring 26 is a cylindrical ring having an inner diameter slightly larger than that of the fuel cell tube 3. The outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the first fitting portion 8-2 of the tube sheet A14 are in close contact with each other. The first fitting ring 26 and the filling material 2 are caused by the slight deviation of the size of the fuel cell tube 3 and the unevenness of the surface.
7 (described later) acts as a cushioning material and absorbs it. the material is,
Metal is preferable in terms of processing accuracy and cost. Further, since it is used in an oxidizing atmosphere, a metal having oxidation resistance is more preferable. Examples of such metal include stainless steel.

【００４６】充填材２７は、第１嵌合リング２６の内周
面側と燃料電池セル管３の両端の外周面側と間の領域に
充填されるガスシール剤かつ接着材である。その隙間を
埋め、供給室８及び排出室９の燃料ガス１と、酸化剤ガ
ス供給室７の酸化剤ガス２との間をガスシールする。ま
た、燃料電池セル管３の寸法の多少のずれを、その変形
で吸収する。その周辺の最高使用温度に合わせてハンダ
を行う方法（リード膜２３は絶縁膜で被覆）、接着剤や
樹脂などを埋め込む方法などが使用できる。The filling material 27 is a gas sealant and an adhesive material filled in a region between the inner peripheral surface side of the first fitting ring 26 and the outer peripheral surface sides of both ends of the fuel cell tube 3. The gap is filled and a gas seal is provided between the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the discharge chamber 9 and the oxidant gas 2 in the oxidant gas supply chamber 7. Further, a slight deviation in the dimensions of the fuel cell tube 3 is absorbed by the deformation. A method of soldering in accordance with the maximum operating temperature around it (lead film 23 is covered with an insulating film), a method of embedding an adhesive, a resin or the like can be used.

【００４７】断熱体Ａ１０−１については既述の通りな
のでその説明を省略する。Since the heat insulator A10-1 is as described above, its description is omitted.

【００４８】管板Ａ１４は、第１嵌合リング２６（及び
燃料電池セル管３）を通す孔を有している。その孔の直
径は、第１嵌合リング２６の直径より、やや小さい。こ
のようにすることにより、図２で示すように、その孔に
第１嵌合リング２６を通した時、管板Ａ１４の孔部の内
周部分が、第１嵌合リング２６を通した方向に内側に変
形し、第１嵌合リング２６の外周部と管板Ａ１４の孔部
の内周部分が密着する。The tube sheet A14 has a hole for passing the first fitting ring 26 (and the fuel cell tube 3). The diameter of the hole is slightly smaller than the diameter of the first fitting ring 26. By doing so, as shown in FIG. 2, when the first fitting ring 26 is passed through the hole, the inner peripheral portion of the hole portion of the tube sheet A14 is oriented in the direction of passing the first fitting ring 26. The inner peripheral portion of the first fitting ring 26 and the inner peripheral portion of the hole of the tube sheet A14 come into close contact with each other.

【００４９】次に、図３を参照して、燃料電池セル管３
の第２嵌合部９−２及びその周辺について説明する。図
３は、図１の燃料電池セル管３の１本分の第２嵌合部９
−２及びその周辺について拡大した図である。本図面に
おいては、集電に関する構成について、省略している。
第１嵌合部９−２は、燃料電池セル２１と発電部２２と
リード膜２３とを含む燃料電池セル管３、管板Ｂ１５、
シール剤２４’、第２嵌合リング２６’及び充填材２
７’を備える。その周辺の酸化剤ガス２の流れを断熱体
Ｂ１０−２が制限している。Next, referring to FIG. 3, the fuel cell tube 3
The second fitting portion 9-2 and its periphery will be described. FIG. 3 shows a second fitting portion 9 for one of the fuel cell tube 3 of FIG.
2 is an enlarged view of -2 and its periphery. In the drawing, the configuration relating to the current collection is omitted.
The first fitting portion 9-2 includes a fuel battery cell tube 3 including a fuel battery cell 21, a power generation portion 22, and a lead film 23, a tube plate B15,
Sealant 24 ', second fitting ring 26' and filler 2
With 7 '. The heat insulator B10-2 restricts the flow of the oxidant gas 2 around it.

【００５０】燃料電池セル２１と発電部２２とリード膜
２３とを含む燃料電池セル管３は、既述の通りなのでそ
の説明を省略する。断熱体Ｂ１０−２、管板Ｂ１５、シ
ール剤２４’、第２嵌合リング２６’及び充填材２７’
は、断熱体Ａ１０−１、管板Ａ１４、シール剤２４、第
１嵌合リング２６及び充填材２７と同様であるので、そ
の説明を省略する。Since the fuel cell tube 3 including the fuel cell 21, the power generation section 22, and the lead film 23 is as described above, the description thereof will be omitted. The heat insulator B10-2, the tube sheet B15, the sealant 24 ', the second fitting ring 26', and the filler 27 '.
Is the same as the heat insulator A10-1, the tube sheet A14, the sealant 24, the first fitting ring 26, and the filler 27, and the description thereof will be omitted.

【００５１】次に、管板Ａ１４について更に説明する。
図５に、管板Ａ１４の正面図（図１は、断面図（図５
（ａ）のＡ−Ａ’断面）である）を示す。図５（ａ）に
あるように、管板Ａ１４は千鳥格子状に第１嵌合リング
２６（及び燃料電池セル管３）用の孔３４が開口してい
る。各孔３４の直径は、第１嵌合リング２６の外径より
も小さい。ただし、本発明における燃料電池の燃料電池
セル管３の配置及びその本数が、図５（ａ）に限定され
るものではない。その他の配置の例としては、正方格子
状、蜂の巣状などがある。Next, the tube sheet A14 will be further described.
FIG. 5 is a front view of the tube sheet A14 (FIG. 1 is a sectional view (FIG.
(A) is a cross section taken along the line AA '). As shown in FIG. 5A, the tube sheet A14 has holes 34 for the first fitting ring 26 (and the fuel cell tube 3) formed in a zigzag pattern. The diameter of each hole 34 is smaller than the outer diameter of the first fitting ring 26. However, the arrangement and the number of the fuel cell tubes 3 of the fuel cell according to the present invention are not limited to those shown in FIG. Examples of other arrangements include a square lattice pattern and a honeycomb pattern.

【００５２】管板Ａ１４に第１嵌合リング２６を通して
密着させる方法として、深絞り加工や、焼嵌め加工など
の締り嵌め加工がある。孔３４は、締り嵌め加工を実施
できるように、その直径が第１嵌合リング２６の外径よ
りも小さい。ただし、第１嵌合リング２６を用いず、直
接燃料電池セル管３を通す場合には、燃料電池セル管３
の外径よりも小さくする。As a method of bringing the tube plate A14 into close contact with the first fitting ring 26, there are deep drawing processing and shrink fitting processing such as shrink fitting processing. The diameter of the hole 34 is smaller than the outer diameter of the first fitting ring 26 so that the interference fitting process can be performed. However, when the fuel cell cell tube 3 is directly passed through without using the first fitting ring 26, the fuel cell cell tube 3
Smaller than the outer diameter of.

【００５３】管板Ａ１４の孔３４の内周部分は、第１嵌
合リング２６と密接する際、締り嵌めによる弾性力によ
り、強く密着し、ガスシール性を発揮する。それと同時
に、第１嵌合リング（及びそれに接続している燃料電池
セル管３）を強力に保持する。また、孔３４近傍の管板
Ａ１４の弾性変形に伴い、その周辺部に強い反力が発生
する。そのため、管板Ａ１４全体として、弾性変形能を
有しながらも、変形し難くなる。すなわち、管板Ａ１４
は、その強力な反力により、大きな荷重（複数の燃料電
池セル管３）に対しても、変形することなくその形状を
維持することが出来る。そして、複数の第１嵌合リング
２６及びそれに接続している複数の燃料電池セル管３を
強力に保持することが可能となる。When the inner peripheral portion of the hole 34 of the tube sheet A14 comes into close contact with the first fitting ring 26, the inner peripheral portion of the tube plate A14 comes into close contact with the first fitting ring 26 due to the elastic force due to the interference fit, and exhibits a gas sealing property. At the same time, it strongly holds the first fitting ring (and the fuel cell tube 3 connected to it). Further, due to the elastic deformation of the tube sheet A14 near the hole 34, a strong reaction force is generated in the peripheral portion thereof. As a result, the tube sheet A14 as a whole is not easily deformed while having elastic deformability. That is, the tube sheet A14
Due to its strong reaction force, the shape can be maintained even under a large load (a plurality of fuel cell tubes 3) without being deformed. Then, it becomes possible to strongly hold the plurality of first fitting rings 26 and the plurality of fuel cell cell tubes 3 connected thereto.

【００５４】第１嵌合リング２６の表面を滑らかにす
る、あるいは、シール剤２４を潤滑性（固体）のあるも
のにすれば、管板Ａ１４の孔の内周面と第１嵌合リング
２６の外周面とを、ある大きさ以上の力で、互いに滑ら
せるようにすることも可能である。力の大きさ及び滑り
具合は、第１嵌合リング２６の表面状態、シール剤２４
の種類等に基づいて、実験的に決定する。可動（摺動可
能）になると、熱膨張係数の違いにより、熱による伸び
の相違が発生した場合でも、滑りで吸収することが可能
となる。If the surface of the first fitting ring 26 is made smooth, or if the sealant 24 has lubricity (solid), the inner peripheral surface of the hole of the tube sheet A14 and the first fitting ring 26 are made. It is also possible to make the outer peripheral surface of the and the outer peripheral surfaces of the two slide with each other by a force of a certain magnitude or more. The magnitude of the force and the degree of slippage depend on the surface condition of the first fitting ring 26 and the sealing agent 24.
Determined experimentally based on the type of When it is movable (sliding), even if a difference in elongation due to heat occurs due to a difference in thermal expansion coefficient, it is possible to absorb it by sliding.

【００５５】次に、第１容器部１９について、更に説明
する。図４は、第１容器部を説明する図である。図４
（ａ）は、第１容器部１９の断面図（上図）と平面図
（下図）である。また、図４（ｂ）及び（ｃ）は、第１
容器部１９のバリエーションの断面図である。Next, the first container portion 19 will be further described. FIG. 4 is a diagram illustrating the first container part. Figure 4
(A) is a cross-sectional view (upper diagram) and a plan view (lower diagram) of the first container portion 19. In addition, FIG. 4B and FIG.
It is sectional drawing of the variation of the container part 19.

【００５６】図４（ａ）を参照して、第１容器１９は、
結合部１９−１と曲面部１９−２と側板部１９−３とを
有する側板１３、及び、曲面部１９−４と平板部１９−
５とを有する管板Ａ１４を備える。結合部１９−１は、
接合部１８−１において蓋板１２及び側板３１と接合す
る。供給室８から外へ向かう環形状の板である。本実施
例では、供給室８が概ね直方体であるので、矩形形状の
環である。結合部１９−１の成す面と蓋板１２の成す面
とは実質的に平行である。曲面部１９−２は、外周側を
結合部１９−１の内周側に接し、内周側を側板部１９−
３に接する環形状の板である。半径Ｒ１の１／４円の曲
面を形成する。曲面部１９−２の一方の側（外側）の接
平面は、結合部１９−１となる。また、他方の側（内
側）の接平面は、側板部１９−３となる。すなわち、結
合部１９−１の成す面と側板部１９−３の成す面とは垂
直である。側板部１９−３は、供給室８の側板１３の主
要な側面であり、筒形状を有する。一方の側を曲面部１
９−２に、他方の側を曲面部１９−４に接続している。
曲面部１９−４は、外周側を側板部１９−３の内周部に
接し、内周側を平板部１９−５に接する環形状の板であ
る。半径Ｒ２の１／４円の曲面を形成している。曲面部
１９−４の一方の側（外側）の接平面は、側板部１９−
３となる。また、他方の側（内側）の接平面は、平板部
１９−５となる。すなわち、側板部１９−３の成す面と
平板部１９−５の成す面とは垂直である。平板部１９−
５は、供給室８の管板Ａ１４の主要な部分を形成する。
燃料電池セル管３を管板Ａ１４に保持する。燃料電池セ
ル管３は、平板部１９−５中に形成された孔３４に嵌合
する。なお、（側板１３の）結合部１９−１と蓋板１２
と側板３１との接合部１８−１については、後述する。Referring to FIG. 4A, the first container 19 is
A side plate 13 having a connecting portion 19-1, a curved surface portion 19-2 and a side plate portion 19-3, and a curved surface portion 19-4 and a flat plate portion 19-.
And a tube sheet A14 having The connecting portion 19-1 is
The joint portion 18-1 is joined to the lid plate 12 and the side plate 31. It is a ring-shaped plate that extends outward from the supply chamber 8. In this embodiment, the supply chamber 8 is a rectangular parallelepiped, and thus is a rectangular ring. The surface formed by the connecting portion 19-1 and the surface formed by the cover plate 12 are substantially parallel to each other. The curved surface portion 19-2 contacts the outer peripheral side with the inner peripheral side of the coupling portion 19-1 and the inner peripheral side with the side plate portion 19-.
It is a ring-shaped plate that is in contact with 3. A curved surface of 1/4 circle having a radius R1 is formed. The tangent plane on one side (outer side) of the curved surface portion 19-2 becomes the coupling portion 19-1. Further, the tangent plane on the other side (inside) becomes the side plate portion 19-3. That is, the surface formed by the connecting portion 19-1 and the surface formed by the side plate portion 19-3 are perpendicular to each other. The side plate portion 19-3 is a main side surface of the side plate 13 of the supply chamber 8 and has a tubular shape. Curved surface 1 on one side
9-2, and the other side is connected to the curved surface portion 19-4.
The curved surface portion 19-4 is a ring-shaped plate whose outer peripheral side is in contact with the inner peripheral portion of the side plate portion 19-3 and whose inner peripheral side is in contact with the flat plate portion 19-5. A curved surface of a quarter circle having a radius R2 is formed. The tangent plane on one side (outer side) of the curved surface portion 19-4 is the side plate portion 19-.
It becomes 3. The tangential plane on the other side (inner side) is the flat plate portion 19-5. That is, the surface formed by the side plate portion 19-3 and the surface formed by the flat plate portion 19-5 are perpendicular to each other. Flat plate portion 19-
5 forms the main part of the tube sheet A14 of the supply chamber 8.
The fuel cell tube 3 is held on the tube plate A14. The fuel cell tube 3 fits into the hole 34 formed in the flat plate portion 19-5. The connecting portion 19-1 (of the side plate 13) and the cover plate 12
The joint portion 18-1 between the side plate 31 and the side plate 31 will be described later.

【００５７】第１容器１９は、金属製の一枚の薄板を
（板金）プレス加工し、蓋の無い容器のような形状を形
成した後、孔３４を作ることにより形成される。例え
ば、一枚の薄いステンレス鋼を用い、板金プレス加工に
より、図４（ａ）の形状を一気に一体成形する。ただ
し、孔３４は、プレス加工後に開口する。プレス加工時
は、角の部分（曲面部１９−２及び曲面部１９−４）が
急激な曲げにならないように、半径Ｒ１及び半径Ｒ２を
適切に設定する。Ｒ１及びＲ２は、小さ過ぎると金属の
歪みが大きくなり、降伏点に達し、破損しやすくなる。
従って、例えば、Ｒ１及びＲ２の下限は、降伏点達する
直前のＲ１及びＲ２に基づいて決定される。また、大き
過ぎると孔３４を設ける平板部１９−５の面積が小さく
なり、燃料電池セル管３を有効に設置できなくなる。従
って、例えば、Ｒ１及びＲ２の上限は、燃料電池モジュ
ール３０の設計時の単位体積あたりの発電量に基づいて
決定される。The first container 19 is formed by pressing a sheet of metal (sheet metal) to form a shape like a container without a lid and then forming a hole 34. For example, a sheet of thin stainless steel is used, and the shape of FIG. However, the hole 34 is opened after the press working. At the time of press working, the radius R1 and the radius R2 are appropriately set so that the corner portions (the curved surface portion 19-2 and the curved surface portion 19-4) are not sharply bent. If R1 and R2 are too small, the strain of the metal becomes large, the yield point is reached, and the metal is easily damaged.
Therefore, for example, the lower limits of R1 and R2 are determined based on R1 and R2 immediately before the yield point is reached. On the other hand, if it is too large, the area of the flat plate portion 19-5 in which the hole 34 is provided becomes small, and the fuel cell tube 3 cannot be effectively installed. Therefore, for example, the upper limits of R1 and R2 are determined based on the power generation amount per unit volume when the fuel cell module 30 is designed.

【００５８】管板Ａ１４を含む第１容器１９は、第１嵌
合部８−２が、燃料電池セル管３を支持する役割がある
ので、ある程度の強度を有する材料であることが好まし
い。また、接合部分（第１嵌合部８−２）が、燃料電池
セル管３と管板Ａ１４（のシール剤２４と嵌合リング２
６及び充填材２７）との隙間からガスをリークさせない
ように、且つ、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を
吸収することが可能なように、金属板のような弾性のあ
る部材であることが好ましい。その際、酸化雰囲気で使
用することから、耐熱合金などの耐酸化性の部材である
ことがより好ましい。そのような材料として、鉄系又は
インコネル系の金属材料が好ましい。より好ましくは、
ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６のようなオーステナイト系
ステンレス鋼である。The first container 19 including the tube sheet A14 is preferably made of a material having a certain degree of strength because the first fitting portion 8-2 has a role of supporting the fuel cell tube 3. In addition, the joint portion (first fitting portion 8-2) is (the sealant 24 of the fuel cell tube 3 and the tube plate A14 and the fitting ring 2).
6 and the filler 27) must be an elastic member such as a metal plate so as not to leak gas from the gap and to be able to absorb displacement and vibration or shock due to stress or the like. Is preferred. At that time, since it is used in an oxidizing atmosphere, it is more preferable to use an oxidation resistant member such as a heat resistant alloy. As such a material, an iron-based or inconel-based metal material is preferable. More preferably,
It is an austenitic stainless steel such as SUS304 and SUS316.

【００５９】また、その厚みの上限は、プレス加工及び
締り嵌め加工が可能な厚みであることから、また、下限
は、燃料電池セル管３を支持することが可能な厚みであ
ることから、それぞれ実験的に決定される。板の材料の
種類により異なる。例えば、オーステナイト系ステンレ
スでは、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが好ま
しい。より好ましくは０．２以上、１ｍｍ以下である。Since the upper limit of the thickness is a thickness that allows press working and interference fitting, and the lower limit is a thickness that can support the fuel cell tube 3, Determined experimentally. It depends on the type of board material. For example, in the case of austenitic stainless steel, the thickness is preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less. More preferably, it is 0.2 or more and 1 mm or less.

【００６０】図４（ｂ）（ｃ）は、図４（ａ）のバリエ
ーションである。図４（ｂ）の場合、第１容器１９は、
結合部１９−６と曲面部１９−７側板部１９−８とを有
する側板１３、及び、曲面部１９−９と平板部１９−１
０とを有する管板Ａ１４を備える。結合部１９−６は、
接合部１８−１において蓋板１２及び側板３１と接合す
る。供給室８から内へ向かう環形状の板である。本実施
例では、供給室８が概ね直方体であるので、矩形形状の
環である。結合部１９−１の成す面と蓋板１２の成す面
とは実質的に平行である。曲面部１９−７は、内周側を
結合部１９−６の外周側に接し、外周側を側板部１９−
８に接する環形状の板である。半径Ｒ１の１／４円の曲
面を形成している。曲面部１９−７の一方の側（内側）
の接平面は、結合部１９−６となる。また、他方の側
（外側）の接平面は、側板部１９−８となる。すなわ
ち、結合部１９−７の成す面と側板部１９−８の成す面
とは垂直である。なお、側板部１９−８、曲面部１９−
９及び平板部１９−１０は、それぞれ、図４（ａ）の側
板部１９−３、曲面部１９−４、及び平板部１９−５と
同様であるのでその説明を省略する。また、（側板１３
の）結合部１９−６と蓋板１２と側板３１とび接合部１
８−１については、後述する。FIGS. 4B and 4C are variations of FIG. 4A. In the case of FIG. 4B, the first container 19 is
A side plate 13 having a coupling portion 19-6 and a curved surface portion 19-7 side plate portion 19-8, and a curved surface portion 19-9 and a flat plate portion 19-1.
And a tube sheet A14 with 0 and. The connecting portion 19-6 is
The joint portion 18-1 is joined to the lid plate 12 and the side plate 31. It is a ring-shaped plate that extends inward from the supply chamber 8. In this embodiment, the supply chamber 8 is a rectangular parallelepiped, and thus is a rectangular ring. The surface formed by the connecting portion 19-1 and the surface formed by the cover plate 12 are substantially parallel to each other. The curved surface portion 19-7 is in contact with the outer peripheral side of the coupling portion 19-6 on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the side plate portion 19-.
8 is a ring-shaped plate that is in contact with 8. A curved surface of 1/4 circle having a radius R1 is formed. One side (inside) of the curved surface portion 19-7
The tangent plane of is the connecting portion 19-6. Further, the tangent plane on the other side (outside) becomes the side plate portion 19-8. That is, the surface formed by the connecting portion 19-7 and the surface formed by the side plate portion 19-8 are perpendicular to each other. The side plate portion 19-8 and the curved surface portion 19-
9 and the flat plate portion 19-10 are the same as the side plate portion 19-3, the curved surface portion 19-4, and the flat plate portion 19-5 of FIG. In addition, (side plate 13
Of the joint portion 19-6, the lid plate 12, the side plate 31 and the joint portion 1
8-1 will be described later.

【００６１】図４（ｃ）の場合、第１容器１９は、結合
部１９−１１と曲面部１９−１２と側板部１９−１３と
を有する側板１３、及び、曲面部１９−１４と平板部１
９−１５とを有する管板Ａ１４を備える。結合部１９−
１１は、接合部１８−１において蓋板１２及び側板３１
と接合する。供給室８から外へ向かう帯環形状の板であ
る。本実施例では、供給室８が概ね直方体であるので、
矩形形状の帯状の環である。曲面部１９−１２は、結合
部１９−１１の内周部から、概ね３６０度の方向へ側板
１３を曲げる曲面を形成している。すなわち、結合部１
９−１１の成す平面と側板部１９−１３の成す面とは平
行である。なお、側板部１９−１３、曲面部１９−１４
及び平板部１９−１５は、それぞれ、図４（ａ）の側板
部１９−３、曲面部１９−４、及び平板部１９−５と同
様であるのでその説明を省略する。また、（側板１３
の）結合部１９−１１と蓋板１２と側板３１とび接合部
１８−１については、後述する。In the case of FIG. 4C, the first container 19 includes a side plate 13 having a connecting portion 19-11, a curved surface portion 19-12 and a side plate portion 19-13, and a curved surface portion 19-14 and a flat plate portion. 1
9-15 and a tube sheet A14. Joining part 19-
11 is a lid plate 12 and a side plate 31 at the joint portion 18-1.
Join with. It is a band-shaped plate that extends outward from the supply chamber 8. In this embodiment, since the supply chamber 8 is a rectangular parallelepiped,
It is a rectangular band-shaped ring. The curved surface portion 19-12 forms a curved surface that bends the side plate 13 in the direction of approximately 360 degrees from the inner peripheral portion of the coupling portion 19-11. That is, the connecting portion 1
The plane formed by 9-11 is parallel to the plane formed by the side plate portion 19-13. The side plate portion 19-13 and the curved surface portion 19-14
Since the flat plate portion 19-15 and the flat plate portion 19-15 are similar to the side plate portion 19-3, the curved surface portion 19-4, and the flat plate portion 19-5 of FIG. 4A, respectively, description thereof will be omitted. In addition, (side plate 13
The joint portion 19-11, the lid plate 12, the side plate 31, and the joint portion 18-1 will be described later.

【００６２】なお、第２容器２０は、第１容器１９と同
様であるのでその説明を省略する。また、図４で示すよ
うな形状を製作可能な鋳型をつくり、そこに金属を流し
込むことによっても、同様に一体物の第１容器１９及び
第２容器２０は形成可能である。Since the second container 20 is similar to the first container 19, its description is omitted. Further, the first container 19 and the second container 20 can be similarly formed by forming a mold capable of manufacturing the shape shown in FIG. 4 and pouring metal into the mold.

【００６３】次に、接合部１８−１について説明する。
図６は、接合部１８−１の構成を示す断面図である。図
６（ａ）を参照して、接合部１８−１は、蓋板１２と第
１容器部１９と側板３１との接合部である。蓋板１２、
第１容器部１９、側板３１、締付け具３５、締付け具３
６、ガスケット３７−１、ガスケット３７−２とを備え
る。これは、図４（ａ）の第１容器１９を用いた場合を
示している。Next, the joint portion 18-1 will be described.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of the joint portion 18-1. With reference to FIG. 6A, the joint portion 18-1 is a joint portion of the lid plate 12, the first container portion 19, and the side plate 31. Cover plate 12,
1st container part 19, side plate 31, fastening tool 35, fastening tool 3
6, a gasket 37-1, and a gasket 37-2. This has shown the case where the 1st container 19 of FIG.4 (a) is used.

【００６４】蓋板１２、第１容器部１９及び側板３１
は、接合部１８−１に対応する部分において、互いに実
質的に平行になるように成形されている。蓋板１２の接
合部１８−１となる部分は、蓋板１２の辺縁部１２−１
であり、蓋板１２には成形は無い。第１容器部１９の接
合部１８−１となる部分は、側板１３の端部の結合部１
９−１（図４（ａ））であり、蓋板１２と実質的に平行
になるように外側へ開いている。側板３１の接合部１８
−１となる部分は、筒状の側板３１の一端部である端部
３１−１であり、蓋板１２と実質的に平行になるように
外側へ開いている。ガスケット３７−１及びガスケット
３７−２は、それぞれ辺縁部１２−１と結合部１９−１
との間、及び、結合部１９−１と端部３１−１との間に
介設される。ガスケット３７−１及びガスケット３７−
２は、両側の部材から締付けられることにより、両側の
部材間の隙間を無くし、ガスがリークしないようにす
る。ゴム製のＯリング、銅やアルミニウム、インジウム
などの金属ガスケットに例示される。締付け具３５及び
締付け具３６は、辺縁部１２−１／ガスケット３７−１
／結合部１９−１／ガスケット３７−２／端部３１−１
とで形成される接合部１８−１を、ガスリークを起こさ
ないように、辺縁部１２−１の側と、端部３１−１の側
とから挟みこみ締付ける。締付け具３６及び締付け具３
７は、ボルトとナットに例示される。ただし、その場
合、辺縁部１２−１／結合部１９−１／端部３１−１を
貫通する孔（ガスケット３７−１及びガスケット３７−
２の無い位置）を開けておく。The lid plate 12, the first container portion 19 and the side plate 31
Are molded so as to be substantially parallel to each other at a portion corresponding to the joint portion 18-1. The portion to be the joint portion 18-1 of the lid plate 12 is the edge portion 12-1 of the lid plate 12.
Therefore, the lid plate 12 is not molded. The portion that becomes the joint portion 18-1 of the first container portion 19 is the joint portion 1 at the end portion of the side plate 13.
9-1 (FIG. 4A), which is opened outward so as to be substantially parallel to the lid plate 12. Joint part 18 of the side plate 31
The portion −1 is an end portion 31-1, which is one end portion of the tubular side plate 31, and is opened outward so as to be substantially parallel to the lid plate 12. The gasket 37-1 and the gasket 37-2 respectively include the peripheral portion 12-1 and the connecting portion 19-1.
And between the coupling portion 19-1 and the end portion 31-1. Gasket 37-1 and gasket 37-
No. 2 is tightened from the members on both sides to eliminate the gap between the members on both sides and prevent gas from leaking. Examples are rubber O-rings and metal gaskets such as copper, aluminum and indium. The tightening tool 35 and the tightening tool 36 are the edge portion 12-1 / gasket 37-1.
/ Coupling part 19-1, Gasket 37-2, End part 31-1
The joint portion 18-1 formed by is sandwiched and clamped from the side of the edge portion 12-1 and the side of the end portion 31-1 so as not to cause a gas leak. Fastening tool 36 and fastening tool 3
7 is exemplified by a bolt and a nut. However, in that case, a hole (gasket 37-1 and gasket 37-that penetrates the peripheral portion 12-1, the connecting portion 19-1, and the end portion 31-1).
Open position 2).

【００６５】図６（ａ）では、接合部１８−１は、辺縁
部１２−１／ガスケット３７−１／結合部１９−１／ガ
スケット３７−２／端部３１−１の順番で積層され、そ
の部分を締付け具３５及び締付け具３６で締付けてい
る。ただし、ガスケット３７−１及びガスケット３７−
２は、接合部全体に連続的に存在するが、締付け具３５
及び締付け具３６は、飛び飛びに存在していても良い。In FIG. 6A, the joint portion 18-1 is laminated in the order of the edge portion 12-1, the gasket 37-1, the joint portion 19-1, the gasket 37-2, and the end portion 31-1. , That portion is fastened with a fastener 35 and a fastener 36. However, gasket 37-1 and gasket 37-
2 is present continuously throughout the joint, but the fastener 35
Also, the fasteners 36 may be present randomly.

【００６６】図６（ｂ）を参照して、接合部１８−１
は、蓋板１２と第１容器部１９と側板３１との接合部で
ある。蓋板１２、第１容器部１９、側板３１、締付け具
３５、締付け具３６、ガスケット３７−１、ガスケット
３７−２とを備える。これは、図４（ｂ）の第１容器１
９を用いた場合を示している。Referring to FIG. 6B, the joint portion 18-1
Is a joint portion of the lid plate 12, the first container portion 19, and the side plate 31. The lid plate 12, the first container portion 19, the side plate 31, the fastening tool 35, the fastening tool 36, the gasket 37-1, and the gasket 37-2 are provided. This is the first container 1 of FIG.
The case where 9 is used is shown.

【００６７】蓋板１２、第１容器部１９及び側板３１
は、接合部１８−１に対応する部分において、互いに実
質的に平行になるように成形されている。蓋板１２の接
合部１８−１となる部分は、蓋板１２の辺縁部１２−１
であり、蓋板１２には成形は無い。第１容器部１９の接
合部１８−１となる部分は、側板１３の端部の結合部１
９−６（図４（ｂ））であり、蓋板１２と実質的に平行
になるように内側へ向いている。側板３１の接合部１８
−１となる部分は、筒状の側板３１の一端部である端部
３１−２であり、蓋板１２と実質的に平行になるように
内側へ開いている。ガスケット３７−２及びガスケット
３７−１は、それぞれ端部３１−２と結合部１９−６と
の間、及び、結合部１９−６と辺縁部１２−１との間に
介設される。ガスケット３７−１及びガスケット３７−
２は、両側の部材から締付けられることにより、両側の
部材間の隙間を無くし、ガスがリークしないようにす
る。ゴム製のＯリング、銅やアルミニウム、インジウム
などの金属ガスケットに例示される。締付け具３５及び
締付け具３６は、端部３１−２／ガスケット３７−２／
結合部１９−６／ガスケット３７−１／辺縁部１２−１
とで形成される接合部１８−１を、ガスリークを起こさ
ないように、辺縁部１２−１の側と、端部３１−２の側
とから挟みこみ締付ける。締付け具３６及び締付け具３
７は、ボルトとナットに例示される。ただし、その場
合、端部３１−２／ガスケット３７−２／結合部１９−
６／ガスケット３７−１／辺縁部１２−１を貫通する孔
を開けておく（ガスケット３７−１〜３７−２にも、ガ
スのシールに影響の無いように締付け具３５及び３６が
貫通する孔を開ける）。The lid plate 12, the first container portion 19 and the side plate 31
Are molded so as to be substantially parallel to each other at a portion corresponding to the joint portion 18-1. The portion to be the joint portion 18-1 of the lid plate 12 is the edge portion 12-1 of the lid plate 12.
Therefore, the lid plate 12 is not molded. The portion that becomes the joint portion 18-1 of the first container portion 19 is the joint portion 1 at the end portion of the side plate 13.
9-6 (FIG. 4 (b)), which faces inward so as to be substantially parallel to the lid plate 12. Joint part 18 of the side plate 31
The portion −1 is an end portion 31-2 which is one end portion of the tubular side plate 31 and is opened inward so as to be substantially parallel to the lid plate 12. The gasket 37-2 and the gasket 37-1 are provided between the end portion 31-2 and the joint portion 19-6, and between the joint portion 19-6 and the peripheral portion 12-1, respectively. Gasket 37-1 and gasket 37-
No. 2 is tightened from the members on both sides to eliminate the gap between the members on both sides and prevent gas from leaking. Examples are rubber O-rings and metal gaskets such as copper, aluminum and indium. The tightening tool 35 and the tightening tool 36 include an end portion 31-2 / gasket 37-2 /
Coupling portion 19-6 / Gasket 37-1 / Edge portion 12-1
The joint portion 18-1 formed by and is sandwiched and clamped from the side of the peripheral edge portion 12-1 and the side of the end portion 31-2 so as not to cause a gas leak. Fastening tool 36 and fastening tool 3
7 is exemplified by a bolt and a nut. However, in that case, the end portion 31-2 / gasket 37-2 / coupling portion 19-
6 / Gasket 37-1 / A hole passing through the peripheral portion 12-1 is opened (the gaskets 37-1 to 37-2 are also penetrated by the fasteners 35 and 36 so as not to affect the gas seal. Make a hole).

【００６８】図６（ｂ）では、接合部１８−１は、端部
３１−２／ガスケット３７−２／結合部１９−６／ガス
ケット３７−１／辺縁部１２−１の順番で積層され、そ
の部分を締付け具３５及び締付け具３６で締付けてい
る。ただし、ガスケット３７−１及びガスケット３７−
２は、接合部全体に連続的に存在するが、締付け具３５
及び締付け具３６は飛び飛びに存在していても良い。In FIG. 6B, the joint portion 18-1 is laminated in the order of the end portion 31-2 / gasket 37-2 / coupling portion 19-6 / gasket 37-1 / edge portion 12-1. , That portion is fastened with a fastener 35 and a fastener 36. However, gasket 37-1 and gasket 37-
2 is present continuously throughout the joint, but the fastener 35
Also, the fasteners 36 may be present in different places.

【００６９】この場合、接合部１８−１が、供給室８の
外側に出ていないので、設置に必要な領域が小さくて済
み、省スペースとなる。In this case, since the joint portion 18-1 does not extend to the outside of the supply chamber 8, the area required for installation can be small and space can be saved.

【００７０】図６（ｃ）を参照して、接合部１８−１
は、蓋板１２と第１容器部１９と側板３１との接合部で
ある。蓋板１２、第１容器部１９、側板３１、締付け具
３５、締付け具３６、ガスケット３７−１、ガスケット
３７−２とを備える。これは、図４（ｃ）の第１容器１
９を用いた場合を示している。With reference to FIG. 6C, the joint portion 18-1
Is a joint portion of the lid plate 12, the first container portion 19, and the side plate 31. The lid plate 12, the first container portion 19, the side plate 31, the fastening tool 35, the fastening tool 36, the gasket 37-1, and the gasket 37-2 are provided. This is the first container 1 of FIG.
The case where 9 is used is shown.

【００７１】第１容器部１９及び側板３１は、接合部１
８−１に対応する部分（結合部１９−１１、端部３１−
３）において、互いに実質的に平行になる（重なる）よ
うに成形されている。蓋板１２の接合部１８−１となる
部分は、蓋板１２の辺縁部１２−２である。そして、缶
の密封に用いられる二重巻締法を用いて接合部１８−１
が形成される。その場合、缶胴に対応するのが第１容器
部１９及び側板３１の重なったもの（２枚で１つの缶胴
として取り扱う）である。缶蓋に対応するのが蓋板１２
である。二重巻締法により、第１容器部１９の接合部１
８−１となる部分（側板１３の端部の結合部１９−１１
（図４（ｃ））と側板３１の接合部１８−１となる部分
（筒状の側板３１の一端部である端部３１−３）は、蓋
板１２の辺縁部１２−２と実質的に平行になるように外
側へ折り返すように曲げられている。また、辺縁部１２
−２は、結合部１９−１１及び端部３１−３を外側から
覆い、かつ、結合部１９−１１及び端部３１−３とそれ
以外の側板１３及び側板３１との間に入り込むことによ
り、結合部１９−１１及び端部３１−３を包み込んでい
る。そして、接合部１８−１を強く締つけて（巻締め
て）いる。The first container portion 19 and the side plate 31 are joined to each other by the joining portion 1
8-1 (corresponding portion 19-11, end portion 31-
In 3), they are formed so as to be substantially parallel to (overlap with) each other. The portion that becomes the joint portion 18-1 of the lid plate 12 is the edge portion 12-2 of the lid plate 12. Then, using the double winding method used for sealing the can, the joint portion 18-1
Is formed. In this case, what corresponds to the can body is the one in which the first container portion 19 and the side plate 31 are overlapped (two pieces are treated as one can body). The lid plate 12 corresponds to the can lid.
Is. By the double tightening method, the joint part 1 of the first container part 19
8-1 (the connecting portion 19-11 at the end of the side plate 13)
The portion (the end portion 31-3 that is one end portion of the tubular side plate 31) that serves as the joint portion 18-1 between the side plate 31 (FIG. 4C) and the side edge portion 12-2 of the cover plate 12 are substantially formed. It is bent so that it folds outward so that it is parallel to each other. In addition, the peripheral portion 12
-2 covers the coupling portion 19-11 and the end portion 31-3 from the outside, and enters between the coupling portion 19-11 and the end portion 31-3 and the other side plates 13 and 31, It encloses the joint portion 19-11 and the end portion 31-3. Then, the joint portion 18-1 is strongly tightened (winded).

【００７２】図６（ｃ）では、接合部１８−１は、辺縁
部１２−２／結合部１９−１１／端部３１−３の順番で
積層され、缶を密封するための二重巻締法に例示される
方法を用いて密封されている。その他の缶を密封するた
めの方法を用いても良い。In FIG. 6C, the joint portion 18-1 is laminated in the order of the peripheral edge portion 12-2 / coupling portion 19-11 / end portion 31-3, and is double wound to seal the can. It is sealed using the method exemplified in the tightening method. Other methods for sealing the can may be used.

【００７３】この場合、接合部１８−１が、締付け具３
７−１及び３７−２を用いていないので、構造が簡単に
なり、製造にかかる労力が軽減される。In this case, the joint portion 18-1 is the same as the fastener 3
Since 7-1 and 37-2 are not used, the structure is simple and the manufacturing labor is reduced.

【００７４】なお、酸化剤ガス２として空気を用いてい
る場合には、酸化剤ガス供給室７内部と燃料電池モジュ
ール３０の外側とは共に空気雰囲気になる。そのため、
図６（ａ）〜図６（ｃ）で説明した側板３１と第１容器
１９（の側板１３）との接合部では、必ずしも厳密なシ
ール性は必要ない。例えば、結合部１９−１、１９−
６、１９−１１と、端部３１−１〜３１−３との接合と
して、平滑な金属板同士の重ね合わせのような方法でも
対応可能である。その場合、ガスケット３７−２のよう
な気密性を高める部材の介設や、グリースの塗付などの
処置を行う必要が無くなる。When air is used as the oxidant gas 2, the inside of the oxidant gas supply chamber 7 and the outside of the fuel cell module 30 both have an air atmosphere. for that reason,
At the joint between the side plate 31 and (the side plate 13 of) the first container 19 described with reference to FIGS. 6A to 6C, strict sealability is not necessarily required. For example, the coupling units 19-1 and 19-
6, 19-11 and the end portions 31-1 to 31-3 can be joined by a method such as laminating smooth metal plates. In that case, it is not necessary to intervene a member such as the gasket 37-2 that enhances the airtightness, or to apply grease.

【００７５】なお、接合部１８−２は、接合部１８−１
と同様であるのでその説明を省略する。The joint portion 18-2 is the same as the joint portion 18-1.
The description is omitted because it is similar to.

【００７６】本実施例では、上記図２及び図３のよう
に、第１嵌合リング２６と充填材２７及び第２嵌合リン
グ２６’と充填材２７’を用いている。ただし、それら
を用いず、直接、管板Ａ１４と燃料電池セル管３とを第
１嵌合部８−２で嵌合、及び管板Ｂ１５と燃料電池セル
管３とを第２嵌合部９−２で嵌合することも可能であ
る。図７に、嵌合リングを用いない場合の第１嵌合部及
びその周辺の拡大図を示す。各符号の意味は図２と同様
であるので、その説明を省略する。燃料電池セル管３の
寸法精度及び表面仕上げの状態によって嵌合リングを用
いなくても良い。その場合、部材の点数が減少するので
部品コストや製造コストを低減できる。In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the first fitting ring 26 and the filling material 27 and the second fitting ring 26 'and the filling material 27' are used. However, without using them, the tube plate A14 and the fuel cell cell tube 3 are directly fitted to each other at the first fitting portion 8-2, and the tube plate B15 and the fuel cell cell tube 3 are directly fitted to the second fitting portion 9. It is also possible to fit at -2. FIG. 7 shows an enlarged view of the first fitting part and its surroundings when the fitting ring is not used. The meanings of the reference numerals are the same as those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted. The fitting ring may not be used depending on the dimensional accuracy and surface finish of the fuel cell tube 3. In that case, since the number of members is reduced, the component cost and the manufacturing cost can be reduced.

【００７７】次に、本発明である燃料電池モジュールの
第１の実施の形態の動作に関して、図１（図２、図４）
を参照して説明する。Next, the operation of the first embodiment of the fuel cell module according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 (FIGS. 2 and 4).
Will be described with reference to.

【００７８】燃料ガス１について説明する。図１におい
て、供給室８内に水素と水蒸気とを含むの燃料ガス１
が、ガス供給口８−１から供給される。燃料ガス１は、
予熱されている（例えば、２５０℃程度）。その後、燃
料ガス１は、燃料電池セル管３の一端部から、ばらつき
の無い流量で流入する。発電部２２において、燃料ガス
１は、燃料電池セル２１に供給され、発電に寄与する。
その際、燃料電池セル２１は発熱するが、その熱は、燃
料電池セル管３の外周部を流れる酸化剤ガス２により持
ち去られるので、燃料電池セル２１の温度は９００℃〜
１０００℃に保持される。そして、燃料ガス１も、温度
が上昇しない。燃料ガス１のうち、発電に用いられなか
った燃料ガス１及び発電により発生した水蒸気は、燃料
電池セル管３の排出室９側の他端部（左側）から排出室
９へ送出される。送出された使用済みの燃料ガス１は、
排出室９で混合され、燃料ガス排出口９−１から排出さ
れる。The fuel gas 1 will be described. In FIG. 1, a fuel gas 1 containing hydrogen and water vapor in a supply chamber 8
Are supplied from the gas supply port 8-1. Fuel gas 1 is
It is preheated (for example, about 250 ° C). After that, the fuel gas 1 flows from one end of the fuel cell tube 3 at a uniform flow rate. In the power generation unit 22, the fuel gas 1 is supplied to the fuel cell unit 21 and contributes to power generation.
At that time, the fuel cell 21 generates heat, but the heat is carried away by the oxidant gas 2 flowing in the outer peripheral portion of the fuel cell tube 3, so that the temperature of the fuel cell 21 is 900 ° C.
Hold at 1000 ° C. Also, the temperature of the fuel gas 1 does not rise. Of the fuel gas 1, the fuel gas 1 that has not been used for power generation and the steam generated by power generation are delivered to the discharge chamber 9 from the other end (left side) of the fuel cell cell tube 3 on the discharge chamber 9 side. The used fuel gas 1 sent out is
The gas is mixed in the discharge chamber 9 and discharged from the fuel gas discharge port 9-1.

【００７９】次に、酸化剤ガス２について説明する。図
１において、酸素を含む酸化剤ガス２が、酸化剤ガス供
給口７−１から酸化剤ガス供給室７に入る。そして、断
熱体Ｂ１０−２と管板Ｂ１５とに挟まれ形成される空間
を、管板Ｂ１５に沿って移動する。排出室９側の燃料電
池セル管３に達した酸化剤ガス２は、断熱体Ｂ１０−２
と燃料電池セル管３の外周部との間の空間に入る。そし
て、概ね燃料電池セル管３の外周部を、その排出室９側
の他端部（左側）から供給室８の方向へ進む。発電部１
４において、酸化剤ガス２は、燃料電池セル２１に供給
され、発電に寄与する。その際、燃料電池セル２１は発
熱するが、その熱は、酸化剤ガス２により持ち去られる
ので、燃料電池セル２１の温度は９００℃〜１０００℃
に保持される。また、酸化剤ガス２は、燃料電池セル２
１から発電によって生じた熱量を奪いながら温度を上昇
させていく。そして、発電に用いられなかった酸化剤ガ
ス２は、燃料電池セル管３の内側を対向して流れる燃料
ガス１へ熱量を、燃料電池セル管３の側面（壁面）を介
して放出し、温度を下降させていく。そして、燃料電池
セル管３の外周部の供給室８側の一端部（右側）へ達す
る。その後、断熱体Ａ１０−１と管板Ａ１４との空間を
進む。使用済みの酸化剤ガス２は、断熱体Ａ１０−１と
管板Ａ１４とに挟まれて形成された空間に沿って移動
し、酸化剤ガス供給室７の酸化剤ガス排出口７−２から
外部へ排出される。Next, the oxidizing gas 2 will be described. In FIG. 1, the oxidant gas 2 containing oxygen enters the oxidant gas supply chamber 7 through the oxidant gas supply port 7-1. Then, the space formed between the heat insulator B10-2 and the tube sheet B15 is moved along the tube sheet B15. The oxidant gas 2 that has reached the fuel cell cell pipe 3 on the discharge chamber 9 side is a heat insulator B10-2.
And the outer periphery of the fuel cell tube 3 enters the space. Then, the fuel cell cell tube 3 generally advances from the other end (left side) on the discharge chamber 9 side toward the supply chamber 8 along the outer peripheral portion thereof. Power generation unit 1
4, the oxidant gas 2 is supplied to the fuel cell unit 21 and contributes to power generation. At that time, the fuel battery cells 21 generate heat, but since the heat is carried away by the oxidant gas 2, the temperature of the fuel battery cells 21 is 900 ° C. to 1000 ° C.
Held in. In addition, the oxidant gas 2 is the fuel cell 2
The temperature is increased while taking away the heat generated by power generation from 1. Then, the oxidant gas 2 that has not been used for power generation releases the amount of heat to the fuel gas 1 that flows inside the fuel cell cell pipe 3 so as to face each other through the side surface (wall surface) of the fuel cell cell pipe 3, Is lowered. Then, it reaches the one end portion (right side) on the supply chamber 8 side of the outer peripheral portion of the fuel cell tube 3. Then, it progresses through the space between the heat insulator A10-1 and the tube sheet A14. The used oxidant gas 2 moves along the space formed by being sandwiched between the heat insulator A10-1 and the tube sheet A14, and is discharged from the oxidant gas discharge port 7-2 of the oxidant gas supply chamber 7 to the outside. Is discharged to.

【００８０】本発明では、側板１３と管板Ａ１４とを一
体（第１容器部）に形成するので、側板１３と管板Ａ１
４との間の溶接を行う必要が無くなり、製造の工数及び
コストを低減することが可能となる。そして、側板１３
と管板Ａ１４とが一体なので、その部分からのガスのリ
ークの可能性が無くなり、ガスタイト性の信頼性が向上
する。また、燃料電池モジュール３０の運転時に側板１
３が管板Ａ１４を拘束して管板Ａ１４が変形する問題を
回避することが出来る。排出室９の側板１６と管板Ｂ１
５も一体成形されており、同様の効果が得られる。In the present invention, since the side plate 13 and the tube plate A14 are integrally formed (first container portion), the side plate 13 and the tube plate A1 are formed.
It is not necessary to perform welding between No. 4 and No. 4, and it is possible to reduce the number of manufacturing steps and cost. And the side plate 13
Since the tube sheet A14 is integrated with the tube sheet A14, the possibility of gas leakage from that portion is eliminated, and the reliability of gas tightness is improved. In addition, the side plate 1 during operation of the fuel cell module 30.
The problem that 3 constrains the tube sheet A14 and deforms the tube sheet A14 can be avoided. Side plate 16 of discharge chamber 9 and tube plate B1
5 is also integrally molded, and the same effect can be obtained.

【００８１】管板Ａ１４及び管板Ｂ１５と燃料電池セル
管３との嵌合（締り嵌め）に伴う各管板の締め付け力よ
り、燃料電池セル管３が強固に保持される。そして、強
固に保持された複数の燃料電池セル管３により、供給室
８及び排出室９、供給室８と排出室９との間に配設され
た酸化剤ガス供給室７を備える燃料電池モジュール３０
の構造が保持（維持）される。それにより、構造を維持
するための枠あるいは骨組のような構造材を用いる必要
が無くなる。すなわち、設備の容積及び設置面積の増加
を招くことなく、構造を保持（支持）することが可能と
なる。The fuel cell cell tube 3 is firmly held by the tightening force of each tube sheet due to the fitting (tight fit) of the tube sheet A14 and the tube sheet B15 with the fuel cell tube 3. A fuel cell module including a supply chamber 8 and a discharge chamber 9, and an oxidant gas supply chamber 7 disposed between the supply chamber 8 and the discharge chamber 9 by a plurality of firmly held fuel cell cell pipes 3. Thirty
The structure of is retained (maintained). This eliminates the need to use structural materials such as frames or frames to maintain the structure. That is, the structure can be held (supported) without increasing the volume and installation area of the equipment.

【００８２】また、本発明においては、従来の部材の他
に特別な部材を用いず、管板と燃料電池セル管との接合
による簡潔な方法で構造を保持（支持）することが可能
となる。その際、特別に高価な材料や、多量の材料、手
間をかけていないので、低コストで構造を保持（支持）
することが可能である。Further, in the present invention, it is possible to hold (support) the structure by a simple method by joining the tube sheet and the fuel cell tube without using any special member other than the conventional member. . At that time, the structure is maintained (supported) at a low cost because no special expensive material, a large amount of material, and effort are taken.
It is possible to

【００８３】なお、図１において、供給室８−燃料電池
セル管３−排気室９内に燃料ガス１、酸化剤ガス供給室
７に酸化剤ガス２を流している。しかし、燃料電池２１
の積層方法を逆（図１、図２の場合、燃料電池セル管３
の表面に近い側から順にアノード電極／電解質／カソー
ド電極と積層）にした場合には、供給室８−燃料電池セ
ル管３−排気室９内に酸化剤ガス２、酸化剤ガス供給室
７に燃料ガス１を流すことにより、上記実施例と同様に
発電を行える。そして、本発明の効果を同様に得ること
が出来る。In FIG. 1, fuel gas 1 is supplied to the supply chamber 8-fuel cell cell pipe 3-exhaust chamber 9, and oxidant gas 2 is supplied to the oxidant gas supply chamber 7. However, the fuel cell 21
The stacking method is reversed (in the case of FIGS. 1 and 2, the fuel cell tube 3
Of the anode electrode / electrolyte / cathode electrode in this order from the side closer to the surface), the supply chamber 8-the fuel cell cell pipe 3-the exhaust chamber 9 is provided with the oxidant gas 2 and the oxidant gas supply chamber 7. By flowing the fuel gas 1, power generation can be performed as in the above embodiment. And the effect of the present invention can be obtained similarly.

【００８４】図１で示した燃料電池モジュール３０は、
燃料電池セル管３が竪置きである。ただし、図１で示し
た燃料電池モジュール３０を横に９０度倒した横置きで
も実施が可能である。The fuel cell module 30 shown in FIG.
The fuel cell tube 3 is placed vertically. However, the fuel cell module 30 shown in FIG. 1 can be horizontally placed by tilting it 90 degrees sideways.

【００８５】また、図１の燃料電池モジュール３０の酸
化剤ガス２の流路を変形した図９のような形状の場合
も、本実施例を適用することが可能である。図９は、本
発明である燃料電池モジュールの他の実施の形態の構成
を示す図（断面図）である。また、図１０は、図９の燃
料電池セル管３の１本分の第１嵌合部８−２及びその周
辺の拡大図である。この場合の燃料電池モジュール３０
は、断熱材Ａ１０−１の孔３４が小さく燃料電池セル管
３の直径と概ね等しくなっている点、酸化剤ガス排出口
７−２が断熱材Ａ１０−１の位置よりも排出室９側に設
置されている点が、上記実施例の場合と異なる。そのた
め、発電部２２で使用済みの酸化剤ガス２は、断熱材Ａ
１０−１の孔３４を通らずに、断熱材Ａ１０−１の発電
部２２側に沿って酸化剤ガス排出口７−２へ向かう。た
だし、その他の構成及び動作は、上記実施例と同様であ
るので、その説明を省略する。図９に示す実施の形態に
おいても、上記実施例と同様の本発明の効果を得ること
出来る。The present embodiment can also be applied to the case where the flow path of the oxidant gas 2 of the fuel cell module 30 of FIG. 1 is modified as shown in FIG. FIG. 9 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of another embodiment of the fuel cell module according to the present invention. Further, FIG. 10 is an enlarged view of one first fitting portion 8-2 of the fuel cell tube 3 of FIG. 9 and its periphery. Fuel cell module 30 in this case
Is that the hole 34 of the heat insulating material A10-1 is small and is approximately equal to the diameter of the fuel cell tube 3, and the oxidant gas discharge port 7-2 is closer to the discharge chamber 9 than the position of the heat insulating material A10-1. The point of installation is different from that of the above-mentioned embodiment. Therefore, the oxidant gas 2 used in the power generation unit 22 is the heat insulating material A.
It goes to the oxidant gas discharge port 7-2 along the power generation unit 22 side of the heat insulating material A 10-1 without passing through the hole 34 of 10-1. However, other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment, and therefore description thereof is omitted. Also in the embodiment shown in FIG. 9, it is possible to obtain the same effects of the present invention as those of the above-described embodiment.

【００８６】（実施例２）次に、本発明である燃料電池
モジュールの第２の実施の形態について、添付図面を参
照して説明する。図８は、本発明である燃料電池モジュ
ールの第２の実施の形態の構成を示す図（断面図）であ
る。燃料電池モジュール３０は、複数の燃料電池セル管
３（内管４及び燃料電池セル２１を有する外管５を含
む）、空気室としての酸化剤ガス供給室７、第１燃料室
としての供給室８、第２燃料室としての排出室９を備え
る。(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the fuel cell module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 8 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of the second embodiment of the fuel cell module according to the present invention. The fuel cell module 30 includes a plurality of fuel cell tubes 3 (including an inner tube 4 and an outer tube 5 having a fuel cell 21), an oxidant gas supply chamber 7 as an air chamber, and a supply chamber as a first fuel chamber. 8 and a discharge chamber 9 as a second fuel chamber.

【００８７】本実施例では、図１１で示した２重管型の
燃料電池モジュールにおいて、実施例１のような第１容
器及び第２容器を用いて、酸化剤ガス供給室７、供給室
８、排出室９を形成している。そのため、実施例１と同
様に、各側板と各管板との間の溶接工程の低減、工数及
びコストの低減、ガスのリークの可能性の低減、ガスタ
イト性の信頼性の向上、側板１３の拘束による管板Ａ１
４の変形等の効果を得ることが出来る。In this embodiment, in the double-tube type fuel cell module shown in FIG. 11, the oxidizing gas supply chamber 7 and the supply chamber 8 are prepared by using the first container and the second container as in the first embodiment. , The discharge chamber 9 is formed. Therefore, as in Example 1, the number of welding steps between each side plate and each tube sheet is reduced, the number of steps and costs are reduced, the possibility of gas leakage is reduced, the reliability of gas tightness is improved, and the side plate 13 is reduced. Tube sheet A1 due to restraint
It is possible to obtain the effects such as the deformation of 4.

【００８８】以下、各構成について説明する。第１燃料
室としての供給室８は、蓋板１２、側板１３、第１燃料
室の側面としての管板Ａ１４、接合部１８、燃料ガス供
給口８−１及び（複数の）第１嵌合部８−２、を有す
る。第２燃料室としての排出室９は、管板Ａ１４（及び
側板１３）、側板１６、第２燃料室の側面としての管板
Ｂ１５、接合部１８、燃料ガス排出口９−１及び（複数
の）第２嵌合部９−２を有する。酸化剤ガス供給室７
は、側板３１と、管板Ｂ１５（及び側板１６）、接合部
１８、底板４１を有する。なお、図８の構成は、本図面
においては、集電に関する構成について、省略してい
る。Each configuration will be described below. The supply chamber 8 as the first fuel chamber includes a lid plate 12, a side plate 13, a tube plate A14 as a side surface of the first fuel chamber, a joint portion 18, a fuel gas supply port 8-1 and a plurality of first fittings. Part 8-2 is included. The discharge chamber 9 as the second fuel chamber includes a tube plate A14 (and a side plate 13), a side plate 16, a tube plate B15 as a side surface of the second fuel chamber, a joint portion 18, a fuel gas discharge port 9-1 and (a plurality of ) It has the 2nd fitting part 9-2. Oxidant gas supply chamber 7
Has a side plate 31, a tube plate B15 (and side plate 16), a joint portion 18, and a bottom plate 41. Note that the configuration of FIG. 8 omits the configuration relating to current collection in the present drawing.

【００８９】各部の構成は、供給室８に嵌合しているの
が燃料電池セル管３の内管４であり、排出室９に嵌合し
ているのが燃料電池セル管８の外管５であること、蓋板
１７が管板１４及び側板１３であること以外は、図１、
図２、図４、図５（ａ）、図６及び図７で説明した通り
なので、その説明を省略する。In the structure of each part, the inner tube 4 of the fuel cell cell tube 3 is fitted in the supply chamber 8, and the outer tube of the fuel cell cell tube 8 is fitted in the discharge chamber 9. 1, except that the cover plate 17 is the tube plate 14 and the side plate 13.
Since it has been described with reference to FIGS. 2, 4, 5A, 6 and 7, the description thereof will be omitted.

【００９０】次に、本発明である燃料電池モジュールの
第２の実施の形態の動作に関して、図８（図２、図４）
を参照して説明する。Next, regarding the operation of the second embodiment of the fuel cell module according to the present invention, FIG. 8 (FIGS. 2 and 4)
Will be described with reference to.

【００９１】燃料ガス１について説明する。図８におい
て、供給室８内に水素と水蒸気とを含むの燃料ガス１
が、ガス供給口８−１から供給される。燃料ガス１は、
予熱されている（例えば、２５０℃程度）。その後、燃
料ガス１は、燃料電池セル管３の内管４の一端部から、
ばらつきの無い流量で流入する。内管４の他端部から出
た燃料ガス１は、外管５に入る。そして、外管５の発電
部２２において、燃料ガス１は、燃料電池セル２１に供
給され、発電に寄与する。燃料ガス１のうち、発電に用
いられなかった燃料ガス１及び発電により発生した水蒸
気は、外管５の排出室９側の他端部から排出室９へ送出
される。送出された使用済みの燃料ガス１は、排出室９
で混合され、燃料ガス排出口９−１から排出される。The fuel gas 1 will be described. In FIG. 8, a fuel gas 1 containing hydrogen and water vapor in a supply chamber 8
Are supplied from the gas supply port 8-1. Fuel gas 1 is
It is preheated (for example, about 250 ° C). After that, the fuel gas 1 is supplied from one end of the inner tube 4 of the fuel cell cell tube 3,
It flows in with a uniform flow rate. The fuel gas 1 emitted from the other end of the inner pipe 4 enters the outer pipe 5. Then, in the power generation unit 22 of the outer tube 5, the fuel gas 1 is supplied to the fuel cell unit 21 and contributes to power generation. Of the fuel gas 1, the fuel gas 1 that has not been used for power generation and the steam generated by power generation are sent to the discharge chamber 9 from the other end of the outer tube 5 on the discharge chamber 9 side. The used fuel gas 1 sent out is discharged into the discharge chamber 9
Are mixed and discharged from the fuel gas discharge port 9-1.

【００９２】次に、酸化剤ガス２について説明する。図
１において、酸素を含む酸化剤ガス２が、酸化剤ガス供
給口７−１から酸化剤ガス供給室７に入る。そして、燃
料電池セル管３の外管５の外周部の燃料電池セル２１へ
酸化剤ガス２が供給される。発電部２２において、酸化
剤ガス２は、燃料電池セル２１に供給され、発電に寄与
する。そして、酸化剤ガス供給室７の酸化剤ガス排出口
７−２から外部へ排出される。Next, the oxidant gas 2 will be described. In FIG. 1, the oxidant gas 2 containing oxygen enters the oxidant gas supply chamber 7 through the oxidant gas supply port 7-1. Then, the oxidant gas 2 is supplied to the fuel cell 21 on the outer peripheral portion of the outer tube 5 of the fuel cell tube 3. In the power generation unit 22, the oxidant gas 2 is supplied to the fuel cell unit 21 and contributes to power generation. Then, it is discharged to the outside from the oxidizing gas discharge port 7-2 of the oxidizing gas supply chamber 7.

【００９３】本発明により、側板１３と管板Ａ１４との
間の溶接（１１８ａ〜１１８ｅ）が不要となり、工数及
びコストの低減が可能となる。そして、その部分からの
ガスのリークの可能性が無くなり、ガスタイト性の信頼
性が向上する。また、側板１３が管板Ａ１４を拘束し
て、管板Ａ１４が変形する問題を回避することが出来
る。According to the present invention, welding (118a to 118e) between the side plate 13 and the tube sheet A14 is unnecessary, and the number of steps and the cost can be reduced. Then, the possibility of gas leakage from that portion is eliminated, and the reliability of gas tightness is improved. Further, the side plate 13 restrains the tube plate A14, and the problem that the tube plate A14 is deformed can be avoided.

【００９４】[0094]

【発明の効果】本発明の燃料電池モジュールにより、製
造の際の溶接箇所が少なく、ガスタイト性が良好で、温
度管理や変形の管理が容易となる。According to the fuel cell module of the present invention, there are few welding points during manufacturing, gas tightness is good, and temperature control and deformation control are easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明である燃料電池モジュールの第１の実施
の形態の構成を示す図（断面図）である。FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) showing a configuration of a first embodiment of a fuel cell module according to the present invention.

【図２】燃料電池セル管の１本分の第１嵌合部及びその
周辺の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a first fitting portion for one fuel cell tube and its periphery.

【図３】燃料電池セル管の１本分の第２嵌合部及びその
周辺の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a second fitting portion for one fuel cell tube and its periphery.

【図４】（ａ）第１容器部の断面図及び平面図である。
（ｂ）第１容器部のバリエーションの断面図である。
（ｃ）第１容器部の他のバリエーションの断面図であ
る。4A is a cross-sectional view and a plan view of a first container portion. FIG.
(B) It is sectional drawing of the variation of a 1st container part.
(C) It is sectional drawing of the other variation of a 1st container part.

【図５】（ａ）本発明である燃料電池モジュールの実施
の形態における管板の正面図である。（ｂ）本発明であ
る燃料電池モジュールの実施の形態における断熱体の正
面図である。FIG. 5 (a) is a front view of the tube sheet in the embodiment of the fuel cell module according to the present invention. (B) It is a front view of the heat insulator in the embodiment of the fuel cell module which is this invention.

【図６】（ａ）接合部の構成を示す断面図である。
（ｂ）接合部のバリエーションの断面図である。（ｃ）
接合部の他のバリエーションの断面図である。FIG. 6 (a) is a cross-sectional view showing a structure of a joint portion.
(B) It is sectional drawing of the variation of a joining part. (C)
It is sectional drawing of the other variation of a joining part.

【図７】嵌合リングを用いない場合の第１嵌合部及びそ
の周辺の拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a first fitting portion and its periphery when a fitting ring is not used.

【図８】本発明である燃料電池モジュールの第２の実施
の形態の構成を示す図（断面図）である。FIG. 8 is a diagram (cross-sectional view) showing a configuration of a second embodiment of the fuel cell module according to the present invention.

【図９】本発明である燃料電池モジュールの他の実施の
形態の構成を示す図（断面図）である。FIG. 9 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of another embodiment of the fuel cell module according to the present invention.

【図１０】燃料電池セル管の１本分の第１嵌合部及びそ
の周辺の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of a first fitting portion for one fuel cell tube and its surroundings.

【図１１】従来の円筒型固体電解質燃料電池モジュール
の概略構成の一例をに示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a conventional cylindrical solid oxide fuel cell module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 燃料ガス ２ 酸化剤ガス ３ 燃料電池セル管 ４ 内管 ５ 外管 ７ 酸化剤ガス供給室 ７−１ 酸化剤ガス供給口 ７−２ 酸化剤ガス排出口 ８ 供給室 ８−１ 燃料ガス供給口 ８−２ 第１嵌合部 ９ 排出室 ９−１ 燃料ガス排出口 ９−２ 第２嵌合部 １０ 断熱体 １０−１ 断熱体Ａ １０−２ 断熱体Ｂ １０−３ 孔 １２ 蓋板 １２−１〜２ 辺縁部 １３ 側板 １４ 管板Ａ １５ 管板Ｂ １６ 側板 １７ 蓋板 １８（−１〜２） 接合部 １９ 第１容器 １９−１ 結合部 １９−２ 曲面部 １９−３ 側板部 １９−４ 曲面部 １９−５ 平板部 １９−６ 結合部 １９−７ 曲面部 １９−８ 側板部 １９−９ 曲面部 １９−１０ 平板部 １９−１１ 結合部 １９−１２ 曲面部 １９−１３ 側板部 １９−１４ 曲面部 １９−１５ 平板部 ２０ 第２容器部 ２１ 燃料電池セル ２２ 発電部 ２３（’） リード膜 ２４（’） シール剤 ２６ 第１嵌合リング ２６’ 第２嵌合リング ２７（’） 充填材 ３０ 燃料電池モジュール ３１ 側板 ３１−１〜３ 端部 ３２ 伸縮部 ３４ 孔 ３５ 締付け具 ３６ 締付け具 ３７−１〜２ ガスケット ４１ 底板 １００ 燃料電池モジュール １０３ 内管 １０４ 外管 １０５ 燃料電池セル管 １０７ 酸化剤ガス供給室 １０８ 供給室 １０９ 排出室 １１０ 燃料ガス供給部 １１２ 上面板 １１３ 側板 １１４ 底面板 １１６ 側板 １１７ 底面板 １１８ａ〜ｆ 溶接点 １２１ 側板 １２２ 底面板 1 fuel gas 2 Oxidizer gas 3 Fuel cell tube 4 inner tube 5 outer tube 7 Oxidant gas supply room 7-1 Oxidant gas supply port 7-2 Oxidant gas outlet 8 supply rooms 8-1 Fuel gas supply port 8-2 First fitting part 9 discharge chamber 9-1 Fuel gas outlet 9-2 Second fitting part 10 heat insulator 10-1 Insulator A 10-2 Insulator B 10-3 holes 12 Cover plate 12-1-2 Edge part 13 Side plate 14 Tube Sheet A 15 Tube sheet B 16 side plate 17 lid plate 18 (-1 to 2) junction 19 First container 19-1 Joining part 19-2 curved surface 19-3 Side plate part 19-4 Curved surface 19-5 Flat plate part 19-6 Connection part 19-7 Curved surface 19-8 Side plate 19-9 Curved surface 19-10 Flat plate part 19-11 Connection part 19-12 Curved surface 19-13 Side plate 19-14 Curved surface 19-15 Flat plate part 20 Second container part 21 Fuel cell 22 Power Generation Department 23 (') lead film 24 (') sealant 26 First fitting ring 26 'second mating ring 27 (') filler 30 Fuel cell module 31 side plate 31-1 to 3 end 32 Telescopic part 34 holes 35 Fastener 36 Fastener 37-1 ~ 2 Gasket 41 Bottom plate 100 fuel cell module 103 inner tube 104 outer tube 105 fuel cell tube 107 Oxidant gas supply chamber 108 supply room 109 discharge chamber 110 Fuel gas supply unit 112 Top plate 113 side plate 114 bottom plate 116 side plate 117 Bottom plate 118a-f welding points 121 Side plate 122 Bottom plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 克明 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 久留 長生 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 池田 浩二 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB02 CV02 CV06 EE02   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsuaki Inoue             3-5-1, 717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki             Hishi Heavy Industries Ltd. Nagasaki Research Center (72) Inventor Nagao Kurume             1-1 Satinoura Town, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries             Nagasaki Shipyard Co., Ltd. (72) Inventor Koji Ikeda             1-1 Satinoura Town, Nagasaki City, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries             Nagasaki Shipyard Co., Ltd. F term (reference) 5H026 AA06 BB02 CV02 CV06 EE02

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】表面に燃料電池セルを形成された複数の燃
料電池セル管と、 前記複数の燃料電池セル管の一端部が開放されて嵌合さ
れ、前記複数の燃料電池セル管内に燃料ガスを供給する
第１燃料室と、 前記複数の燃料電池セル管の他端部が開放されて嵌合さ
れ、前記複数の燃料電池セル管で使用済みの前記燃料ガ
スを排出する第２燃料室と、 前記第１燃料室と前記第２燃料室との間に設置され、前
記複数の燃料電池セル管を含み、前記燃料電池セルに酸
化剤ガスを供給する空気室と、 を具備し、 前記第１燃料室及び前記第２燃料室の少なくとも一方
は、前記複数の燃料電池セル管が嵌合される一側面とし
ての管板と、前記管板と接する他の側面としての側板と
が一体成型により形成されている、 燃料電池モジュール。1. A plurality of fuel battery cell tubes having fuel battery cells formed on the surface thereof, and one end of each of the plurality of fuel battery cell tubes being opened and fitted to each other, and a fuel gas is provided in the plurality of fuel cell cell tubes. And a second fuel chamber in which the other ends of the plurality of fuel battery cell tubes are opened and fitted and which discharges the fuel gas used in the plurality of fuel battery cell tubes. An air chamber that is installed between the first fuel chamber and the second fuel chamber, includes the plurality of fuel battery cell tubes, and supplies an oxidant gas to the fuel battery cells, At least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber is formed by integrally molding a tube plate as one side surface into which the plurality of fuel cell tubes are fitted and a side plate as another side surface in contact with the tube plate. Formed, a fuel cell module. 【請求項２】前記一体成型は、金属板のプレス加工であ
る、 請求項１に記載の燃料電池モジュール。2. The fuel cell module according to claim 1, wherein the integral molding is press working of a metal plate. 【請求項３】前記管板と前記複数の燃料電池セル管と
は、締り嵌めにより嵌合している、 請求項１又は２に記載の燃料電池モジュール。3. The fuel cell module according to claim 1, wherein the tube sheet and the plurality of fuel battery cell tubes are fitted by interference fit. 【請求項４】前記複数の燃料電池セル管は、前記管板に
千鳥格子状又は正方格子状に配列して嵌合されている、 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池モジュ
ール。4. The fuel according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of fuel battery cell tubes are arranged and fitted in the tube sheet in a zigzag lattice shape or a square lattice shape. Battery module. 【請求項５】前記複数の燃料電池セル管の各々を内側に
結合した複数の嵌合リングを更に具備し、 前記管板と前記複数の燃料電池セル管とは、前記複数の
嵌合リングを介して嵌合している、 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料電池モジュ
ール。5. A plurality of fitting rings in which each of the plurality of fuel battery cell tubes is coupled to the inside are further provided, wherein the tube plate and the plurality of fuel battery cell tubes are provided with the plurality of fitting rings. The fuel cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel cell module is fitted through the fuel cell module. 【請求項６】前記管板と前記複数の燃料電池セル管との
嵌合は、前記管板と前記複数の嵌合リングとによる締り
嵌めである、 請求項５に記載の燃料電池モジュール。6. The fuel cell module according to claim 5, wherein the fitting between the tube sheet and the plurality of fuel cell tubes is an interference fit by the tube sheet and the plurality of fitting rings. 【請求項７】前記第１燃料室及び前記第２燃料室のいず
れか一方は、他方に対して、可動的に保持されている、 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の燃料電池モジュ
ール。7. The fuel cell according to claim 1, wherein one of the first fuel chamber and the second fuel chamber is movably held with respect to the other. module. 【請求項８】表面に燃料電池セルを形成された複数の燃
料電池セル管と、 前記複数の燃料電池セル管の一端部が開放されて嵌合さ
れ、前記複数の燃料電池セル管内に酸化剤ガスを供給す
る第１空気室と、 前記複数の燃料電池セル管の他端部が開放されて嵌合さ
れ、前記複数の燃料電池セル管で使用済みの前記酸化剤
ガスを排出する第２空気室と、 前記第１空気室と前記第２空気室との間に設置され、前
記複数の燃料電池セル管を含み、前記燃料電池セルに燃
料ガスを供給する燃料室と、 を具備し、 前記第１空気室及び前記第２空気室の少なくとも一方
は、前記複数の燃料電池セル管が嵌合される一側面とし
ての管板と、前記管板と接する他の側面としての側板と
が一体成型により形成されている、 燃料電池モジュール。8. A plurality of fuel battery cell tubes having fuel battery cells formed on the surface thereof, and one end of the plurality of fuel battery cell tubes being opened and fitted to each other, and an oxidizer in the plurality of fuel battery cell tubes. A first air chamber that supplies gas, and second air that is fitted with the other ends of the plurality of fuel battery cell tubes opened and that discharges the oxidant gas used in the plurality of fuel battery cell tubes A chamber, a fuel chamber that is installed between the first air chamber and the second air chamber, includes a plurality of fuel battery cell tubes, and supplies a fuel gas to the fuel battery cells; At least one of the first air chamber and the second air chamber is integrally formed with a tube plate as one side surface into which the plurality of fuel cell tubes are fitted and a side plate as another side surface in contact with the tube plate. Formed by a fuel cell module. 【請求項９】前記一体成型は、金属板のプレス加工であ
る、 請求項８に記載の燃料電池モジュール。9. The fuel cell module according to claim 8, wherein the integral molding is pressing of a metal plate. 【請求項１０】前記複数の燃料電池セル管の各々を内側
に結合した複数の嵌合リングを更に具備し、 前記管板と前記複数の燃料電池セル管とは、前記複数の
嵌合リングを介して嵌合している、 請求項８又は９に記載の燃料電池モジュール。10. A plurality of fitting rings in which each of the plurality of fuel battery cell tubes is coupled to the inside is further provided, wherein the tube sheet and the plurality of fuel battery cell tubes are provided with the plurality of fitting rings. The fuel cell module according to claim 8 or 9, wherein the fuel cell module is fitted through the fuel cell module. 【請求項１１】前記管板と前記複数の燃料電池セル管と
の嵌合は、前記管板と前記複数の嵌合リングとによる締
り嵌めである、 請求項１０に記載の燃料電池モジュール。11. The fuel cell module according to claim 10, wherein the fitting between the tube sheet and the plurality of fuel cell tubes is an interference fit by the tube sheet and the plurality of fitting rings. 【請求項１２】前記第１空気室及び前記第２空気室のい
ずれか一方は、他方に対して、可動に保持されている、 請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の燃料電池モジ
ュール。12. The fuel cell module according to claim 8, wherein one of the first air chamber and the second air chamber is movably held with respect to the other. . 【請求項１３】表面に燃料電池セルを形成された外管と
前記外管の内部に配設された内管とを含む複数の燃料電
池セル管と、 前記複数の燃料電池セル管の各々の前記内管の一端部が
開放されて嵌合され、前記内管に燃料ガスを供給する第
１燃料室と、 前記複数の燃料電池セル管の各々の前記外管の一端部が
開放されて嵌合され、前記外管で使用済みの前記燃料ガ
スを排出する第２燃料室と、 前記第１燃料室と反対側の前記第２燃料室の隣に設置さ
れ、前記複数の燃料電池セル管を含み、前記燃料電池セ
ルに酸化剤ガスを供給する空気室と、 を具備し、 前記外管は、前記外管の他端部が、前記空気室へ延び、
閉止され、 前記内管は、前記内管の他端部が、前記外管の他端部の
近傍へ延び、開放され、 前記第１燃料室と前記内管とが嵌合する一側面としての
第１管板、及び前記第２燃料室と前記外管とが嵌合する
一側面としての第２管板の少なくとも一方は、他の側面
としての側板と一体に成型されている、 燃料電池モジュール。13. A plurality of fuel battery cell tubes including an outer tube having a fuel cell formed on a surface thereof and an inner tube disposed inside the outer tube, and each of the plurality of fuel cell cell tubes. One end of the inner tube is opened and fitted, and a first fuel chamber that supplies fuel gas to the inner tube and one end of the outer tube of each of the plurality of fuel cell tubes are opened and fitted. A second fuel chamber that is combined with the outer pipe and discharges the spent fuel gas; and a second fuel chamber that is on the opposite side of the first fuel chamber. And an air chamber that supplies an oxidant gas to the fuel cell, the outer tube having the other end portion of the outer tube extending to the air chamber,
The inner pipe is closed, the other end of the inner pipe extends in the vicinity of the other end of the outer pipe, is opened, and serves as one side surface where the first fuel chamber and the inner pipe are fitted to each other. At least one of the first tube sheet and the second tube sheet as one side surface where the second fuel chamber and the outer tube fit together is integrally molded with the side plate as the other side surface. . 【請求項１４】表面に燃料電池セルを形成された外管と
前記外管の内部に配設された内管とを含む複数の燃料電
池セル管と、 前記複数の燃料電池セル管の各々の前記内管の一端部が
開放されて嵌合され、前記内管に酸化剤ガスを供給する
第１空気室と、 前記複数の燃料電池セル管の各々の前記外管の一端部が
開放されて嵌合され、前記外管で使用済みの前記酸化剤
ガスを排出する第２空気室と、 前記第１空気室と反対側の前記第２空気室の隣に設置さ
れ、前記複数の燃料電池セル管を含み、前記燃料電池セ
ルに燃料ガスを供給する燃料室と、 を具備し、 前記外管は、前記外管の他端部が、前記燃料室へ延び、
閉止され、 前記内管は、前記内管の他端部が、前記外管の他端部の
近傍へ延び、開放され、 前記第１空気室と前記内管とが嵌合する一側面としての
第１管板、及び前記第２空気室と前記外管とが嵌合する
一側面としての第２管板の少なくとも一方は、他の側面
としての側板と一体に成型されている、 燃料電池モジュール。14. A plurality of fuel battery cell pipes including an outer pipe having a fuel battery cell formed on a surface thereof and an inner pipe arranged inside the outer pipe, and each of the plurality of fuel battery cell pipes. One end of the inner pipe is opened and fitted, and a first air chamber that supplies an oxidant gas to the inner pipe, and one end of the outer pipe of each of the plurality of fuel cell pipes are opened. A plurality of fuel cell units that are fitted together and are installed next to a second air chamber that discharges the used oxidant gas in the outer tube and a second air chamber that is opposite to the first air chamber. A fuel chamber that includes a pipe and supplies a fuel gas to the fuel cell, the outer pipe includes the other end of the outer pipe extending to the fuel chamber,
The inner tube is closed, the other end of the inner tube extends in the vicinity of the other end of the outer tube, is opened, and serves as one side surface where the first air chamber and the inner tube are fitted to each other. At least one of the first tube sheet and the second tube sheet as one side surface where the second air chamber and the outer tube fit together is integrally molded with the side plate as the other side surface. . 【請求項１５】前記一体成型は、金属板のプレス加工で
ある、 請求項１３又は１４に記載の燃料電池モジュール。15. The fuel cell module according to claim 13, wherein the integral molding is pressing of a metal plate. 【請求項１６】前記内管を内側に結合する第１嵌合リン
グを更に具備し、 前記第１管板と前記内管とは、前記第１嵌合リングを介
して嵌合している、 請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の燃料電池モ
ジュール。16. A first fitting ring for connecting the inner pipe to an inner side is further provided, and the first tube sheet and the inner pipe are fitted to each other via the first fitting ring. The fuel cell module according to any one of claims 13 to 15. 【請求項１７】前記外管を内側に結合する第２嵌合リン
グを更に具備し、 前記第２管板と前記外管とは、前記第２嵌合リングを介
して嵌合している、 請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の燃料電池モ
ジュール。17. A second fitting ring for connecting the outer tube to the inside is further provided, and the second tube sheet and the outer tube are fitted to each other via the second fitting ring. The fuel cell module according to any one of claims 13 to 16.
JP2002128400A 2002-04-30 2002-04-30 Fuel cell module Expired - Lifetime JP3727902B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002128400A JP3727902B2 (en) 2002-04-30 2002-04-30 Fuel cell module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002128400A JP3727902B2 (en) 2002-04-30 2002-04-30 Fuel cell module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003323912A true JP2003323912A (en) 2003-11-14
JP3727902B2 JP3727902B2 (en) 2005-12-21

Family

ID=29542168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002128400A Expired - Lifetime JP3727902B2 (en) 2002-04-30 2002-04-30 Fuel cell module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3727902B2 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196315A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Aggregate of ceramics and metal, and fuel cell module
JP2006216407A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp Cell module assembly and fuel cell
JP2007134096A (en) * 2005-11-09 2007-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid oxide fuel cell
JP2009070730A (en) * 2007-09-14 2009-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell module
JP2009259589A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel battery module
JP2010238452A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Aisin Seiki Co Ltd Fuel battery device
WO2011083534A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-14 パナソニック株式会社 Fuel treatment device
WO2012141303A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell module
JP2012226870A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Jx Nippon Oil & Energy Corp Fuel cell module
JP2013065416A (en) * 2011-09-15 2013-04-11 Toto Ltd Solid oxide fuel battery device
JP2018077969A (en) * 2016-11-08 2018-05-17 日本碍子株式会社 Manifold
JP2018092840A (en) * 2016-12-06 2018-06-14 日本碍子株式会社 Manifold
JP2018107114A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 日本碍子株式会社 Manifold
JP6435035B1 (en) * 2017-10-31 2018-12-05 日本碍子株式会社 Manifold and cell stack equipment

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196315A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Aggregate of ceramics and metal, and fuel cell module
JP2006216407A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Toyota Motor Corp Cell module assembly and fuel cell
JP2007134096A (en) * 2005-11-09 2007-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Solid oxide fuel cell
JP2009070730A (en) * 2007-09-14 2009-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell module
JP2009259589A (en) * 2008-04-16 2009-11-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel battery module
JP2010238452A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Aisin Seiki Co Ltd Fuel battery device
WO2011083534A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-14 パナソニック株式会社 Fuel treatment device
WO2012141303A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell module
JP2012226869A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Jx Nippon Oil & Energy Corp Fuel cell module
JP2012226870A (en) * 2011-04-15 2012-11-15 Jx Nippon Oil & Energy Corp Fuel cell module
JP2013065416A (en) * 2011-09-15 2013-04-11 Toto Ltd Solid oxide fuel battery device
JP2018077969A (en) * 2016-11-08 2018-05-17 日本碍子株式会社 Manifold
JP2018092840A (en) * 2016-12-06 2018-06-14 日本碍子株式会社 Manifold
JP2018107114A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 日本碍子株式会社 Manifold
JP6435035B1 (en) * 2017-10-31 2018-12-05 日本碍子株式会社 Manifold and cell stack equipment
JP2019083157A (en) * 2017-10-31 2019-05-30 日本碍子株式会社 Manifold and cell stack device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3727902B2 (en) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1601038B1 (en) Integrated piping plate with two or more plates with grooves, the grooves containing a corrosion resistant piping
EP1152477B1 (en) Polymeric membrane fuel cell
JP2003323912A (en) Fuel cell module
US8999596B2 (en) Fuel cell
JP4617159B2 (en) Integrated sleeve gas manifold for cell stack assemblies such as fuel cells
JPH06163063A (en) Fuel-cell stack provided with perfect inside manifold
US6322920B1 (en) Fuel cell isolation system
JP2002015751A (en) Fuel cell and its separator
JP5081494B2 (en) Fuel cell
JP3649708B2 (en) Fuel cell module
US20220209255A1 (en) Separator assembly for air cooled fuel cell and fuel cell stack including the same
KR20120105331A (en) Fuel cell stack with improved corrosion-resistance
US11217814B2 (en) Fuel battery stack
JP3727906B2 (en) Fuel cell module
JP4734880B2 (en) Fuel cell
JP2008066263A (en) Gasket structure provided in separator of fuel cell vehicle
US9406953B2 (en) Fuel cell stack
EP2426771B1 (en) Fuel cell module
JP4840686B2 (en) FUEL CELL, FUEL CELL SYSTEM, AND FUEL CELL MANUFACTURING METHOD
JP4043457B2 (en) Bonding structure of ceramic tube and metal, and fuel cell module
JP5136471B2 (en) Fuel cell
WO2018020684A1 (en) Fuel cell
CN216389443U (en) Open metal bipolar plate of fuel cell negative pole and unmanned aerial vehicle
JP2006040586A (en) Fuel cell and stacking method of fuel cell
US20150171458A1 (en) Fuel cell module, fuel cell, manufacturing method of fuel cell module, and method for supplying oxidant to fuel cell module

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040623

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040623

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050617

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050818

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050920

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050929

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3727902

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081007

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121007

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121007

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131007

Year of fee payment: 8

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term