JP2009301973A

JP2009301973A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2009301973A
Application number: JP2008157494A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yaguchi; 竜也矢口; Keiko Kushibiki; 圭子櫛引; Hiroshi Ogawa; 弘志小川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: JP5294145B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell in which temperature can be adjusted satisfactorily and, at the same time, uniform temperature distribution can be achieved in a fuel cell unit and a stack structure. <P>SOLUTION: The fuel cell FC1 includes: a stack structure S formed by mutually laminating a plurality of fuel cell units U with a gap therebetween; a case C for housing the stack structure S; and an introduction tube 11 and a discharge tube 12 for an oxidant gas disposed in the case C, wherein an outer peripheral gas induction member 13 is provided that runs from the introduction tube 11 along the outer periphery portion of the stack structure S, and an outer peripheral gas flow channel 14 for increasing at least one of the velocity of flow and amount of flow at downstream is formed between the internal surface of the case C and the outer peripheral gas induction member 13. This performs temperature adjustment in a high-load operation as well as a low-load operation, and simultaneously realizes uniform temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の燃料電池ユニットを積層してスタック構造体を形成すると共に、そのスタック構造体をケースに収容した構成を有する燃料電池の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a fuel cell having a structure in which a plurality of fuel cell units are stacked to form a stack structure and the stack structure is housed in a case.

従来の燃料電池としては、ケースに、複数の燃料電池ユニットを積層して成るスタック構造体を収容し、ケースの壁部に設けた予熱空洞に反応用ガスを流通させて、スタック構造体の放射熱で予熱空洞内の反応用ガスを予熱するものがあった（特許文献１参照）。
２００４−１３９９６０号公報 As a conventional fuel cell, a stack structure formed by stacking a plurality of fuel cell units is accommodated in a case, and a reaction gas is circulated through a preheating cavity provided in a wall portion of the case to radiate the stack structure. Some have preheated the reaction gas in the preheating cavity with heat (see Patent Document 1).
2004-139960

一般に、燃料電池において、発電時の燃料電池ユニットの発熱量がスタック構造体の放熱量よりも大きくなるような高負荷運転時には、スタック構造体の燃料電池ユニット間に冷却ガスを導入してスタック構造体の全体を冷却する必要がある。 In general, in a fuel cell, during high load operation where the heat generation amount of the fuel cell unit during power generation is larger than the heat dissipation amount of the stack structure body, a cooling gas is introduced between the fuel cell units of the stack structure body to form a stack structure. The whole body needs to be cooled.

ここで、スタック構造体の燃料電池ユニット間に冷却ガスを導入しないと、スタック構造体の温度が高温になり過ぎ、各燃料電池ユニットにおいて、金属腐食による電気抵抗の増大、単セル（発電要素）における電極と電解質の界面剥離による発電出力の低下、単セルとセル板との接合部の強度低下による破壊などが生じる可能性が無いとは言えないという問題点があった。 Here, if the cooling gas is not introduced between the fuel cell units of the stack structure, the temperature of the stack structure becomes too high. In each fuel cell unit, the electrical resistance increases due to metal corrosion, and the single cell (power generation element) There is a problem that it cannot be said that there is no possibility that the power generation output is reduced due to the interface peeling between the electrode and the electrolyte and the strength is deteriorated at the joint between the single cell and the cell plate.

また、スタック構造体の燃料電池ユニット間に冷却ガスを直接導入すると、スタック構造体の内部での温度分布の差が顕著になり、各燃料電池ユニットにおいて、金属材料の変形に起因する接触不良、接触不良による発電性能の低下、単セルとセル板の熱膨張率の差に起因する熱応力破壊などが生じる可能性が無いとは言えないという問題点があった。 Moreover, when the cooling gas is directly introduced between the fuel cell units of the stack structure, a difference in temperature distribution inside the stack structure becomes remarkable, and in each fuel cell unit, contact failure due to deformation of the metal material, There has been a problem that it cannot be said that there is no possibility of a decrease in power generation performance due to poor contact or a thermal stress failure due to a difference in thermal expansion coefficient between the single cell and the cell plate.

本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、高負荷運転及び低負荷運転における温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニット及びスタック構造体における温度分布の均一化を実現することができる燃料電池を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and achieves uniform temperature distribution in the fuel cell unit and the stack structure while favorably adjusting the temperature in the high load operation and the low load operation. An object of the present invention is to provide a fuel cell.

本発明の燃料電池は、複数の燃料電池ユニットを互いに間隙を介して積層してスタック構造体を形成すると共に、スタック構造体をケースに収容し、ケース内に燃料ガス及び酸化剤ガスのいずれか一方の反応用ガスの導入部と排出部を配置して同ケース内に反応用ガスを流通させる構造を有している。 The fuel cell of the present invention forms a stack structure by stacking a plurality of fuel cell units with a gap therebetween, and the stack structure is accommodated in a case, and either the fuel gas or the oxidant gas is contained in the case. One reaction gas introduction part and a discharge part are arranged to circulate the reaction gas in the case.

そして、燃料電池は、反応用ガスの導入部からスタック構造体の外周縁部に沿った外周ガス誘導部材を設け、ケース内面と外周ガス誘導部材との間に、下流側で反応用ガスの流速及び流量の少なくとも一方を増大させる外周ガス流路を形成した構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。 The fuel cell is provided with an outer peripheral gas guide member extending from the reaction gas introduction portion along the outer peripheral edge of the stack structure, and between the case inner surface and the outer peripheral gas guide member, the flow rate of the reaction gas on the downstream side. In addition, an outer peripheral gas flow path that increases at least one of the flow rate is formed, and the above configuration is a means for solving the conventional problems.

本発明の燃料電池によれば、高負荷運転及び低負荷運転における温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニット及びスタック構造体における温度分布の均一化を実現することができる。 According to the fuel cell of the present invention, it is possible to achieve uniform temperature distribution in the fuel cell unit and the stack structure while favorably adjusting the temperature in the high load operation and the low load operation.

図１３〜図１６は、本発明が適用可能な燃料電池の基本構成を説明する図である。
図１５及び図１６に示す燃料電池１００は、複数の燃料電池ユニットＵを互いに間隙を介して積層してスタック構造体Ｓを形成し、このスタック構造体ＳをケースＣに収容した構造を有している。 13 to 16 are diagrams for explaining the basic configuration of a fuel cell to which the present invention can be applied.
A fuel cell 100 shown in FIGS. 15 and 16 has a structure in which a plurality of fuel cell units U are stacked with a gap therebetween to form a stack structure S, and the stack structure S is accommodated in a case C. ing.

図示例の燃料電池ユニットＵは、円形のディスク型である。このため、スタック構造体Ｓは概略円柱状を成していて、これを収容するケースＣは円筒状を成している。 The illustrated fuel cell unit U is a circular disk type. Therefore, the stack structure S has a substantially columnar shape, and the case C that accommodates the stack structure S has a cylindrical shape.

燃料電池ユニットＵは、図１３に示すように、発電要素である環状の単セル１と、単セル１の燃料極側の面に対向するセパレータ２と、単セル１の中央穴に装着する内周部材３と、単セル１の外周を保持する外周部材４を備えている。 As shown in FIG. 13, the fuel cell unit U includes an annular unit cell 1 that is a power generation element, a separator 2 that faces the surface of the unit cell 1 on the fuel electrode side, and a center hole of the unit cell 1. A peripheral member 3 and an outer peripheral member 4 that holds the outer periphery of the single cell 1 are provided.

単セル１は、固体電解質層を燃料極層と空気極層とで挟持したものであって、中央穴に装着する内周部材３、及び外周部を保持する外周部材４とともにセル板を構成する。この単セル１は、構成がとくに限定されるものではなく、例えば、電極支持型セル、電解質支持型セル、及び多孔質金属支持型セルなどのいずれのものでも良い。 The single cell 1 includes a solid electrolyte layer sandwiched between a fuel electrode layer and an air electrode layer, and constitutes a cell plate together with an inner peripheral member 3 attached to a central hole and an outer peripheral member 4 holding an outer peripheral portion. . The unit cell 1 is not particularly limited in configuration, and may be any one of, for example, an electrode support cell, an electrolyte support cell, and a porous metal support cell.

燃料電池ユニットＵは、単セル１とセパレータ２の間にユニット内集電体５を介装して、セパレータ２と外周部材４の外縁部同士を気密的に接合することで、単セル１とセパレータ２の間に袋綴じ構造の扁平なガス室を形成する。また、単セル１の空気極側の面には、隣接する燃料電池ユニットＵのセパレータ２との間に介装されるユニット外集電体６が設けてある。 The fuel cell unit U includes a current collector 5 in the unit between the single cell 1 and the separator 2, and the outer edges of the separator 2 and the outer peripheral member 4 are hermetically bonded to each other. A flat gas chamber having a bag binding structure is formed between the separators 2. In addition, the unit-side current collector 6 interposed between the separator 2 of the adjacent fuel cell unit U is provided on the surface of the unit cell 1 on the air electrode side.

セパレータ２、内周部材３及び外周部材４には、単セル１に対して熱膨脹率が近い材料又は熱膨脹率がほぼ一致する材料を選択する。例えば、固体酸化物型燃料電池のニッケルとイットリア安定化ジルコニアのサーメットを燃料極に用いた燃料極支持型セルの場合には、熱膨張率が約１０．Ｅ−６［１／Ｋ］程度となるフェライト系金属などが良い。とくにフェライト系の中でもＳＵＳ４３０、耐酸化性及び耐腐食性に優れたＺＭＧ２３２、若しくはＣｒｏｆｆｅｒ２２ＡＰＵなどがより好ましい。セパレータ２と外周部材４は、外縁部をプレスにより加工し、外縁部同士を溶接、ろう付及び超音波接合などにより接合することができる。 For the separator 2, the inner peripheral member 3, and the outer peripheral member 4, a material having a thermal expansion rate close to that of the single cell 1 or a material having substantially the same thermal expansion rate is selected. For example, in the case of a fuel electrode-supported cell using nickel and yttria-stabilized zirconia cermet of a solid oxide fuel cell as a fuel electrode, the coefficient of thermal expansion is about 10. A ferrite metal or the like that is about E-6 [1 / K] is preferable. In particular, SUS430, ZMG232 having excellent oxidation resistance and corrosion resistance, or Croffer22APU are more preferable among ferrites. The separator 2 and the outer peripheral member 4 can be joined by welding, brazing, ultrasonic joining, or the like, by processing the outer edges by pressing.

さらに、セパレータ２及び内周部材３には、燃料ガスの導入穴７及び排出穴８が設けてある。これらの導入穴７及び排出穴８は、図１４に示すように、複数の燃料電池ユニットＵを積層したスタック構造体Ｓにおいて、互いに連続して燃料ガスの導入管及び排出管を形成する。 Further, the separator 2 and the inner peripheral member 3 are provided with a fuel gas introduction hole 7 and a discharge hole 8. As shown in FIG. 14, the introduction hole 7 and the discharge hole 8 form a fuel gas introduction pipe and a discharge pipe continuously in a stack structure S in which a plurality of fuel cell units U are stacked.

そして、上記のスタック構造体ＳをケースＣに収容した燃料電池１００は、各燃料電池ユニットＵ内に燃料ガスを導入して、燃料ガスを単セル１の燃料極に供給すると共に、ケースＣ内に酸化剤ガス（空気）を導入して、酸化剤ガスを単セル１の空気極に供給し、単セル１において電気化学反応により電気エネルギを発生する。 The fuel cell 100 in which the stack structure S is accommodated in the case C introduces the fuel gas into each fuel cell unit U and supplies the fuel gas to the fuel electrode of the single cell 1. An oxidant gas (air) is introduced into the air, and the oxidant gas is supplied to the air electrode of the single cell 1, and electric energy is generated by an electrochemical reaction in the single cell 1.

なお、ケースＣは、ガスタイトな壁部を有し、その壁部を断熱体で形成しても良いし、内部に別の断熱容器を一体的に備えたものでも良い。 Note that the case C may have a gas tight wall portion, and the wall portion may be formed of a heat insulator, or may be provided with another heat insulating container integrally therein.

ここで、図１５及び図１６に示す燃料電池１００は、ケースＣとスタック構造体Ｓとの間において、一対の酸化剤ガスの導入管１１，１１と、両導入管１１，１１間に配置した排出管１２を備えている。この導入管１１及び排出管１２は、燃料電池ユニットＵの積層方向に連続しており、とくに、一対の導入管１１，１１は、互いに相反する方向に開口している。 Here, the fuel cell 100 shown in FIGS. 15 and 16 is disposed between the case C and the stack structure S between the pair of oxidant gas introduction pipes 11 and 11 and the two introduction pipes 11 and 11. A discharge pipe 12 is provided. The introduction pipe 11 and the discharge pipe 12 are continuous in the stacking direction of the fuel cell unit U. In particular, the pair of introduction pipes 11 and 11 are open in directions opposite to each other.

そして、燃料電池１００は、各導入管１１，１１からスタック構造体Ｓの外周部に沿った外周ガス誘導部材１３を備えている。両外周ガス誘導部材１３は、ケースＣの内面との間に外周ガス流路１４を形成すると共に、先端部同士の間に、スタック構造体Ｓの収容空間に通じる開口域１５を形成している。 The fuel cell 100 includes an outer peripheral gas guide member 13 extending from the introduction pipes 11 and 11 along the outer peripheral portion of the stack structure S. Both outer peripheral gas guiding members 13 form an outer peripheral gas flow path 14 between the inner surface of the case C and an opening region 15 leading to the accommodation space of the stack structure S between the tip portions. .

上記の燃料電池１００は、発電時の単セル１からの発熱量が、スタック構造体Ｓからの放熱量よりも大きくなるような高負荷運転時には、導入管１１，１１から冷却ガスを導入し、この冷却ガスを外周ガス流路１４に流すことで、スタック構造体Ｓを冷却すると同時に、導入した冷却ガスを予熱して開口域１５からスタック構造体Ｓに供給する。 The fuel cell 100 introduces a cooling gas from the introduction pipes 11 and 11 at the time of high load operation in which the amount of heat generated from the single cell 1 during power generation is larger than the amount of heat released from the stack structure S, By flowing this cooling gas to the outer peripheral gas flow path 14, the stack structure S is cooled, and at the same time, the introduced cooling gas is preheated and supplied from the opening region 15 to the stack structure S.

また、単セル２の発熱量が、スタック構造体Ｓの放熱量よりも小さくなるような低負荷運転時には、導入管１１，１１から加熱ガスを導入し、この加熱ガスを外周ガス流路１４に流すことで、スタック構造体Ｓを加熱すると同時に、加熱ガスを開口域１５からスタック構造体Ｓに供給する。 Further, during low load operation in which the calorific value of the single cell 2 is smaller than the heat dissipation amount of the stack structure S, the heated gas is introduced from the introduction pipes 11, 11, and this heated gas is supplied to the outer gas flow path 14. By flowing, the stack structure S is heated, and at the same time, heated gas is supplied to the stack structure S from the opening area 15.

なお、燃料ガスは改質器のオフガスであり、温度が殆ど変化しないので、上記したような燃料電池１００の温度調節には、ケース内に導入する酸化剤ガス（空気）を冷却ガスや加熱ガスとして用いるのが好適である。 Since the fuel gas is an off-gas of the reformer and the temperature hardly changes, the oxidant gas (air) introduced into the case is used as a cooling gas or a heating gas to adjust the temperature of the fuel cell 100 as described above. It is preferable to use as.

このように、燃料電池１００は、外周ガス誘導部材１３を介して、外周ガス流路１４を流れる酸化剤ガスとスタック構造体Ｓとの間で熱交換を行うことで、各燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布の均一化を実現し得るものとなっている。 As described above, the fuel cell 100 performs heat exchange between the oxidant gas flowing through the outer peripheral gas flow path 14 and the stack structure S via the outer peripheral gas guiding member 13, so that each fuel cell unit U and The temperature distribution in the stack structure S can be made uniform.

ところで、上記の燃料電池１００では、ケース内において酸化剤ガスを一方向に流すような構造に比べて、外周ガス誘導部材１３の採用により温度分布の均一化が格段に向上するのであるが、温度分布のさらなる均一化を図るうえで改善の余地がある。 By the way, in the fuel cell 100 described above, the use of the outer peripheral gas guide member 13 significantly improves the temperature distribution compared to a structure in which the oxidant gas flows in one direction in the case. There is room for improvement in further uniforming the distribution.

すなわち、上記の燃料電池１００は、外周ガス流路１４の上流では酸化剤ガスとスタック構造体Ｓとの間の熱交換量が大きく、外周ガス流路１４の下流側では熱交換量が小さいので、上流側と下流側との熱交換量の差が大きいものとなっている。そこで、本発明は、主に冷却ガスとして用いる酸化剤ガスの流速や流量を変化させることで、温度分布のさらなる均一化を実現している。 That is, in the fuel cell 100 described above, the heat exchange amount between the oxidant gas and the stack structure S is large upstream of the outer peripheral gas flow path 14, and the heat exchange amount is small downstream of the outer peripheral gas flow path 14. The difference in the amount of heat exchange between the upstream side and the downstream side is large. Therefore, the present invention realizes further uniform temperature distribution by changing the flow rate and flow rate of the oxidant gas mainly used as the cooling gas.

図１は、本発明の燃料電池の一実施形態を説明する図である。なお、本発明の燃料電池は、図１３〜図１６に基づいて説明した燃料電池１００と同等の基本構成を有する。よって、基本構成と同一の構成部位については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a fuel cell according to the present invention. The fuel cell of the present invention has a basic configuration equivalent to that of the fuel cell 100 described with reference to FIGS. Therefore, the same components as those of the basic configuration are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図１に示す燃料電池ＦＣ１は、複数の燃料電池ユニットＵを互いに間隙を介して積層してスタック構造体Ｓを形成すると共に、スタック構造体ＳをケースＣに収容したものである。この燃料電池ＦＣ１は、ケースＣ内に燃料ガス及び酸化剤ガスのいずれか一方の反応用ガスの導入部と排出部を配置して同ケースＣ内に反応用ガスを流通させる構造を有している。そして、この実施形態では、導入部として、一対の導入管１１，１１を備えると共に、排出部として、導入管１１，１１間に配置した排出管１２を備え、一方の反応用ガスである酸化剤ガスの導入及び排出を行うものとなっている。 A fuel cell FC1 shown in FIG. 1 is formed by stacking a plurality of fuel cell units U with a gap therebetween to form a stack structure S, and housing the stack structure S in a case C. The fuel cell FC1 has a structure in which a reaction gas introduction part and a discharge part of either one of the fuel gas and the oxidant gas are arranged in the case C, and the reaction gas is circulated in the case C. Yes. In this embodiment, a pair of introduction pipes 11 and 11 is provided as an introduction part, and a discharge pipe 12 disposed between the introduction pipes 11 and 11 is provided as a discharge part, and an oxidizing agent which is one reaction gas. Gas is introduced and discharged.

また、燃料電池ＦＣ１は、導入部１１，１１からスタック構造体Ｓの外周縁部に沿った一対の外周ガス誘導部材１３，１３を設け、ケースＣの内面と外周ガス誘導部材１３との間に、下流側で反応用ガスの流速（モル流速）及び流量（モル流量）の少なくとも一方を増大させる外周ガス流路１４，１４を形成している。 Further, the fuel cell FC1 is provided with a pair of outer peripheral gas guide members 13, 13 extending from the introduction portions 11, 11 along the outer peripheral edge portion of the stack structure S, and between the inner surface of the case C and the outer peripheral gas guide member 13. The outer peripheral gas flow paths 14 and 14 for increasing at least one of the flow rate (molar flow rate) and the flow rate (molar flow rate) of the reaction gas are formed on the downstream side.

より具体的には、燃料電池ＦＣ１は、ケースＣの中心に対してスタック構造体Ｓを偏心させて配置することで、各外周ガス流路１４，１４が、上流側から下流側に向けて断面積が漸次減少する形態を成している。すなわち、この実施形態の外周ガス流路１４は、下流側で酸化剤ガスの流速（モル流速）を増大させるものとなっている。 More specifically, in the fuel cell FC1, the outer peripheral gas flow paths 14, 14 are disconnected from the upstream side toward the downstream side by disposing the stack structure S eccentrically with respect to the center of the case C. The area gradually decreases. That is, the outer peripheral gas flow path 14 of this embodiment increases the flow rate (molar flow rate) of the oxidant gas on the downstream side.

上記の燃料電池ＦＣ１は、高負荷運転時には、スタック構造体Ｓにおいて、導入側の酸化剤ガスの温度よりも排出側の温度が高くなる。そこで、外周ガス流路１４，１４に流れる酸化剤ガスでスタック構造体Ｓの排出側部分を冷却するのと同時に、同酸化剤ガスを予熱してスタック構造体Ｓへ導入することで、各燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓの温度分布の均一化を図ることができる。 When the fuel cell FC1 is operated at a high load, in the stack structure S, the temperature on the discharge side is higher than the temperature of the oxidant gas on the introduction side. Accordingly, the exhaust side portion of the stack structure S is cooled by the oxidant gas flowing in the outer peripheral gas flow paths 14 and 14, and at the same time, the oxidant gas is preheated and introduced into the stack structure S, whereby each fuel. The temperature distribution of the battery unit U and the stack structure S can be made uniform.

他方、低負荷運転時には、導入側の酸化剤ガスの温度が排出側の温度より低くなる。そこで、加熱ガスを導入することで、外周ガス誘導部材１３，１３を介してスタック構造体Ｓを加熱し、各燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓの温度分布の均一化を図ることができる。 On the other hand, during low load operation, the temperature of the oxidant gas on the introduction side is lower than the temperature on the discharge side. Therefore, by introducing the heating gas, the stack structure S can be heated via the outer peripheral gas guiding members 13 and 13, and the temperature distribution of each fuel cell unit U and the stack structure S can be made uniform.

しかも、上記の燃料電池ＦＣ１は、各外周ガス流路１４，１４の断面積を上流側から下流側に向けて漸次減少させて、下流側で酸化剤ガスの流速を増大させることにより、とくに流速が大きい下流側において、外周ガス流路１４を流れるガスと外周ガス誘導部材１３を形成する固体との境膜伝熱係数が小さくなる。 Moreover, the fuel cell FC1 described above has a particularly low flow rate by gradually decreasing the cross-sectional area of each of the outer peripheral gas passages 14, 14 from the upstream side toward the downstream side and increasing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side. On the downstream side where the gas flow rate is large, the boundary film heat transfer coefficient between the gas flowing through the peripheral gas flow path 14 and the solid forming the peripheral gas guide member 13 is small.

これにより、外周ガス流路１４の上流側における熱交換量（酸化剤ガスとスタック構造体Ｓとの間の熱交換量）と、下流側における熱交換量との差が小さくなる。その結果、燃料電池ＦＣ１は、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。この温度分布の均一化に伴い、各構成の接合部などの熱応力破壊や、金属材料の変形に起因する発電性能の低下といった不具合を未然に防止することもできる。 Thereby, the difference between the heat exchange amount on the upstream side of the outer peripheral gas flow path 14 (heat exchange amount between the oxidant gas and the stack structure S) and the heat exchange amount on the downstream side is reduced. As a result, the fuel cell FC1 can achieve further uniform temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S while performing temperature adjustment well. Along with the uniform temperature distribution, it is possible to prevent problems such as thermal stress destruction of joint portions of each component and a decrease in power generation performance due to deformation of metal materials.

また、この実施形態の燃料電池ＦＣ１は、燃料電池ユニットＵが円盤状であって、これを積層したスタック構造体Ｓが円柱状を成している。そして、外周ガス誘導部材１３，１３が、スタック構造体Ｓの外周縁部に沿う円弧状を成すと共に、外周ガス誘導部材１３，１３の間に開口域１５を有している。 In the fuel cell FC1 of this embodiment, the fuel cell unit U has a disk shape, and the stack structure S in which the fuel cell units U are stacked has a cylindrical shape. The outer peripheral gas guiding members 13 and 13 form an arc shape along the outer peripheral edge of the stack structure S, and have an opening area 15 between the outer peripheral gas guiding members 13 and 13.

さらに、この実施形態の燃料電池ＦＣ１は、燃料電池ユニットＵの周上において、酸化剤ガスの排出管１２と外周ガス誘導部材１３の開口域１５を１８０度の位相で配置すると共に、排出管１２の両側に導入管１１，１１及び外周ガス誘導部材１３，１３を夫々配置している。これにより、酸化剤ガスの導入管１１，１１、排出管１２、外周ガス誘導部材１３，１３、外周ガス流路１４，１４及び開口域１５を線対称に配置している。 Furthermore, in the fuel cell FC1 of this embodiment, on the circumference of the fuel cell unit U, the oxidant gas discharge pipe 12 and the opening region 15 of the outer gas guide member 13 are arranged in a phase of 180 degrees, and the discharge pipe 12 Introductory pipes 11 and 11 and outer gas guide members 13 and 13 are arranged on both sides of the cylinder, respectively. Thus, the oxidant gas introduction pipes 11 and 11, the discharge pipe 12, the outer gas guide members 13 and 13, the outer gas flow paths 14 and 14, and the opening region 15 are arranged symmetrically.

さらに、この実施形態の燃料電池ＦＣ１は、各燃料電池ユニットＵが、中心部分で互いに連結してスタック構造体Ｓを形成すると共に、スタック構造体Ｓが、その中心線に沿って他方の反応用ガスである燃料ガスの導入部及び排出部を備え、各燃料電池ユニットＵ内に燃料ガスを流通させるものとなっている。 Further, in the fuel cell FC1 of this embodiment, the fuel cell units U are connected to each other at the central portion to form the stack structure S, and the stack structure S is used for the other reaction along the center line. A fuel gas introduction part and a gas exhaust part are provided, and the fuel gas is circulated in each fuel cell unit U.

本発明の燃料電池ＦＣ１は、上記の如く各構成部位の形状や配置を設定することで、酸化剤ガスをより均一に流通させて、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓの温度分布のさらなる均一化に貢献することができる。また、スタック構造体Ｓにおいては、その組み立てにおいて、中心部のみが加圧され、各燃料電池ユニットＵの外周部同士は何ら拘束されないので、運転時に発生する熱膨脹や熱応力を抑制することができる。 In the fuel cell FC1 of the present invention, by setting the shape and arrangement of each component as described above, the oxidant gas is more uniformly distributed, and the temperature distribution of the fuel cell unit U and the stack structure S is further uniform. Can contribute. Further, in the stack structure S, only the central portion is pressurized in the assembly, and the outer peripheral portions of the fuel cell units U are not restrained at all, so that thermal expansion and thermal stress generated during operation can be suppressed. .

図２は、本発明の燃料電池の他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ２は、先の実施形態では外周ガス流路１４の下流側で酸化剤ガスの流速を増大させていたのに対して、外周ガス流路１４の下流側で酸化剤ガスの流量（モル流量）を増大させる。 The illustrated fuel cell FC2 increases the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the outer gas path 14 in the previous embodiment, whereas the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the outer gas path 14 (Molar flow rate) is increased.

より具体的には、燃料電池ＦＣ２は、外周ガス流路１４が、上流側から下流側に至る間に複数の反応用ガスの導入部である導入管１１を備えている。図示例では、各外周ガス流路１４に、六本の導入管１１が等間隔で配置してある。そして、外周ガス流路１４は、上流側で閉塞してあるので、各導入管１１から酸化剤ガスを導入すると、下流側へ向かうにつれて酸化剤ガスの流量が増大する。 More specifically, the fuel cell FC2 includes an introduction pipe 11 that is a plurality of reaction gas introduction sections while the outer peripheral gas flow path 14 extends from the upstream side to the downstream side. In the illustrated example, six introduction pipes 11 are arranged at equal intervals in each peripheral gas flow path 14. And since the outer periphery gas flow path 14 is obstruct | occluded in the upstream, when oxidant gas is introduce | transduced from each inlet tube 11, the flow volume of oxidant gas will increase as it goes downstream.

上記の燃料電池ＦＣ２は、外周ガス流路１４の下流側で酸化剤ガスの流量を増大させることにより、とくに下流側において、外周ガス流路１４を流れるガスと外周ガス誘導部材１３を形成する固体との境膜伝熱係数が小さくなり、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、燃料電池ＦＣ２は、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。 The fuel cell FC2 described above increases the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the outer peripheral gas flow path 14, so that the gas that flows through the outer peripheral gas flow path 14 and the solid that forms the outer peripheral gas guiding member 13 particularly on the downstream side. And the difference between the heat exchange amount on the upstream side and the heat exchange amount on the downstream side becomes small. As a result, the fuel cell FC2 can achieve further uniform temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S while performing temperature adjustment well.

図３は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 3 is a view for explaining still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ３は、排出管１２と導入管１１を内外に配置すると共に、外周ガス流路１４内に複数の分流板１６を適当な角度で配置して、各分流板１６の下流側で酸化剤ガスの流速が増大するようにしている。この燃料電池ＦＣ３においても、先の実施形態と同様に、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。 In the illustrated fuel cell FC3, the discharge pipe 12 and the introduction pipe 11 are arranged inside and outside, and a plurality of flow dividing plates 16 are arranged at an appropriate angle in the outer peripheral gas flow path 14 so that the downstream side of each flow dividing plate 16 is located. The flow rate of the oxidant gas is increased. In this fuel cell FC3 as well, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S can be made more uniform while the temperature is adjusted well as in the previous embodiment.

図４は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 4 is a view for explaining still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ４は、外周ガス流路１４が、上流側から下流側に至る間に複数の酸化剤ガスの導入部２１を備えている。この実施形態では、ケースＣの壁部に三個の導入部２１が所定間隔で一体化してある。この燃料電池ＦＣ４においても、図２に示す実施形態と同様に、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。 The illustrated fuel cell FC4 includes a plurality of oxidant gas introduction portions 21 while the outer peripheral gas flow path 14 extends from the upstream side to the downstream side. In this embodiment, three introduction portions 21 are integrated with the wall portion of the case C at a predetermined interval. In the fuel cell FC4 as well, as in the embodiment shown in FIG. 2, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S can be made more uniform while the temperature is adjusted well.

図５は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図５（ａ）に示す燃料電池ＦＣ５は、酸化剤ガスの導入管１１からスタック構造体Ｓの外周縁部に沿った外周ガス誘導部材１３を設けて、ケースＣの内面と外周ガス誘導部材１３との間に、外周ガス流路１４を形成している。この実施形態の外周ガス流路１４は、上流側から下流側へ向けてほぼ同一の断面積を有している。 The fuel cell FC5 shown in FIG. 5A is provided with an outer peripheral gas guiding member 13 extending from the oxidant gas introduction pipe 11 along the outer peripheral edge of the stack structure S, and the inner surface of the case C and the outer peripheral gas guiding member 13 are provided. The outer peripheral gas flow path 14 is formed between the two. The outer peripheral gas flow path 14 of this embodiment has substantially the same cross-sectional area from the upstream side toward the downstream side.

そして、燃料電池ＦＣ５は、外周ガス誘導部材１３とスタック構造体Ｓとの間に、外周ガス流路１４から導入した酸化剤ガスの一部を流通させ且つ下流側で酸化剤ガスの流速（モル流速）及び流量（モル流量）の少なくとも一方を減少させる内周ガス流路１７を形成している。 In the fuel cell FC5, a part of the oxidant gas introduced from the peripheral gas flow path 14 is circulated between the peripheral gas guiding member 13 and the stack structure S, and the flow rate (moles) of the oxidant gas on the downstream side. An inner peripheral gas flow path 17 that reduces at least one of a flow rate and a flow rate (molar flow rate) is formed.

より具体的には、燃料電池ＦＣ５は、燃料電池ユニットＵが、その外周に沿って一対の内周ガス誘導部材１８，１８を備えていて、とくに、図５（ｂ）に示すように、ユニット外集電体６の外周部に沿って内周ガス誘導部材１８，１８を備えており、各外周ガス誘導部材１３と各内周ガス誘導部材１８との間で、夫々の内周ガス流路１７，１７を形成している。一対の内周ガス誘導部材１８，１８は、開口域１５側と排出管１２側とで互いに離間している。 More specifically, in the fuel cell FC5, the fuel cell unit U is provided with a pair of inner peripheral gas guiding members 18 and 18 along the outer periphery thereof. In particular, as shown in FIG. Inner peripheral gas guide members 18, 18 are provided along the outer peripheral portion of the outer current collector 6, and each inner peripheral gas flow path is provided between each outer peripheral gas guide member 13 and each inner peripheral gas guide member 18. 17 and 17 are formed. The pair of inner peripheral gas guide members 18, 18 are separated from each other on the opening region 15 side and the discharge pipe 12 side.

また、この実施形態の燃料電池ＦＣ５は、スタック構造体Ｓと外周ガス誘導部材１３との間に、電気的絶縁性を有し且つ熱伝導性を有する絶縁層１９を備えている。 In addition, the fuel cell FC5 of this embodiment includes an insulating layer 19 having electrical insulation and thermal conductivity between the stack structure S and the outer gas guide member 13.

そして、燃料電池ＦＣ５は、内周ガス流路１７が、上流側から下流側にかけて断面積を漸次増大させた形態を成している。すなわち、内周ガス流路１７は、下流側で断面積を増大させることで、下流側で酸化剤ガスの流速（モル流速）を減少させる。 The fuel cell FC5 has a configuration in which the inner peripheral gas flow path 17 gradually increases in cross-sectional area from the upstream side to the downstream side. That is, the inner peripheral gas flow path 17 increases the cross-sectional area on the downstream side, thereby decreasing the flow rate (molar flow rate) of the oxidant gas on the downstream side.

上記の燃料電池ＦＣ５は、各内周ガス流路１７，１７の断面積を上流側から下流側に向けて漸次増大させて、下流側で酸化剤ガスの流速を減少させることにより、とくに流速が小さい下流側において、内周ガス流路１７を流れるガスと内周ガス誘導部材１８を形成する固体との境膜伝熱係数が大きくなる。 The fuel cell FC5 described above has a particularly high flow rate by gradually increasing the cross-sectional area of each inner peripheral gas flow path 17, 17 from the upstream side toward the downstream side and decreasing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side. On the small downstream side, the boundary film heat transfer coefficient between the gas flowing through the inner peripheral gas flow path 17 and the solid forming the inner peripheral gas guiding member 18 increases.

これにより、内周ガス流路１７の上流側における熱交換量（酸化剤ガスとスタック構造体Ｓとの間の熱交換量）と、下流側における熱交換量との差が小さくなる。その結果、燃料電池ＦＣ５は、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。 Thereby, the difference between the heat exchange amount on the upstream side of the inner peripheral gas flow path 17 (heat exchange amount between the oxidant gas and the stack structure S) and the heat exchange amount on the downstream side is reduced. As a result, the fuel cell FC5 can achieve further uniform temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S while performing temperature adjustment well.

図６は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 6 is a view for explaining still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図６（ａ）に示す燃料電池ＦＣ６は、先の実施形態ではユニット外集電体６の外周部に内周ガス誘導部材１８，１８を備えていたのに対して、図６（ｂ）に示すように、各燃料電池ユニットＵの最外周部すなわちスタック構造体Ｓの外周部に沿って内周ガス誘導部材１８，１８を備えている。そして、各外周ガス誘導部材１３と各内周ガス誘導部材１８との間で、夫々の内周ガス流路１７，１７を形成している。 The fuel cell FC6 shown in FIG. 6 (a) is provided with the inner peripheral gas guiding members 18 and 18 on the outer peripheral portion of the outer current collector 6 in the previous embodiment, whereas in FIG. 6 (b). As shown, inner peripheral gas guiding members 18 are provided along the outermost peripheral portion of each fuel cell unit U, that is, along the outer peripheral portion of the stack structure S. The inner gas passages 17 and 17 are formed between the outer gas guide members 13 and the inner gas guide members 18.

また、内周ガス誘導部材１８の内周面には、電気的絶縁性を有し且つ熱伝導性を有する絶縁層１９が設けてあり、この絶縁層１９とユニット外集電体６との間にも絶縁部材２０が介装してある。 In addition, an insulating layer 19 having electrical insulation and thermal conductivity is provided on the inner circumferential surface of the inner circumferential gas guiding member 18. Between the insulating layer 19 and the unit external current collector 6, Also, an insulating member 20 is interposed.

そして、燃料電池ＦＣ６は、内周ガス流路１７が、上流側から下流側にかけて断面積を漸次増大させた形態を成しており、これにより、下流側で酸化剤ガスの流速（モル流速）を減少させる。 In the fuel cell FC6, the inner peripheral gas flow path 17 has a form in which the cross-sectional area is gradually increased from the upstream side to the downstream side, whereby the flow rate (molar flow rate) of the oxidant gas on the downstream side. Decrease.

上記の燃料電池ＦＣ６にあっても、先の実施形態と同様に、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。 Even in the fuel cell FC6, as in the previous embodiment, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S can be made more uniform while the temperature is adjusted well.

ここで、図５及び図６に示す実施形態のように、内周ガス誘導部材１８を採用した構成においては、内周ガス誘導部材１８は、図５（ｂ）に示すように各燃料電池ユニットＵ毎に設けても良いし、図６（ｂ）に示すように、スタック構造体Ｓの外周部に沿った一続きの板部材であっても良い。 Here, as in the embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 6, in the configuration employing the inner peripheral gas guide member 18, the inner peripheral gas guide member 18 includes each fuel cell unit as shown in FIG. It may be provided for each U, or may be a continuous plate member along the outer periphery of the stack structure S as shown in FIG.

また、ユニット外集電体６の外周部に内周ガス誘導部材１８を設ける構成では、例えばユニット外集電体６が多孔質金属の場合は、集電体外周に、充填材としての金属ガラス、Ａｇ系ロウ材、ガラスペースト、及びセラミックス接着剤等を使用して、内周ガス誘導部材１８を設けても良いし、集電体外周に、金属リングを介してスポット溶接により内周ガス誘導部材１８を接合しても良い。 Moreover, in the structure which provides the inner periphery gas induction | guidance | derivation member 18 in the outer peripheral part of the unit outer current collector 6, for example, when the unit outer current collector 6 is a porous metal, a metal glass as a filler on the current collector outer periphery The inner circumference gas induction member 18 may be provided by using Ag brazing material, glass paste, ceramic adhesive, etc., and the inner circumference gas induction is performed on the outer circumference of the current collector by spot welding via a metal ring. The member 18 may be joined.

さらに、ユニット外集電体６が、一枚の板に多数の板ばね状突片を切り起し形成した構造である場合には、その板の外周部をプレスにより折り曲げて、内周ガス誘導部材として用いることができる。なお、内周ガス誘導部材１８は、これらの構成に限定されるものではない。 Further, when the unit external current collector 6 has a structure in which a large number of leaf spring-like projecting pieces are cut and formed on a single plate, the outer peripheral portion of the plate is bent by a press to induce inner peripheral gas induction. It can be used as a member. The inner peripheral gas guide member 18 is not limited to these configurations.

図７は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 7 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図７（ａ）に示す燃料電池ＦＣ７は、内周ガス誘導部材１８が、多数の通気孔１８ａを有しており、内周ガス流路１７の上流側から下流側に向けて通気孔１８ａの分布密度が漸次増大した構成になっている。なお、上流側から下流側に向けて通気孔１８ａの大きさを漸次増大させても良い。 In the fuel cell FC7 shown in FIG. 7A, the inner peripheral gas guide member 18 has a large number of vent holes 18a, and the vent holes 18a extend from the upstream side to the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17. The distribution density is gradually increased. Note that the size of the vent hole 18a may be gradually increased from the upstream side toward the downstream side.

この場合、図７（ｂ）に示す絶縁層１９には、ガス透過性を有するものが用いられる。また、図７（ｃ）に示すように、内周ガス誘導部材１８とユニット外集電体６との間に、ガス透過性を有する絶縁部材２０を介装しても良い。 In this case, the insulating layer 19 shown in FIG. 7B is made of a material having gas permeability. In addition, as shown in FIG. 7C, an insulating member 20 having gas permeability may be interposed between the inner peripheral gas guiding member 18 and the unit outer current collector 6.

上記の燃料電池ＦＣ７では、内周ガス流路１７において、下流側で酸化剤ガスを通気孔１８ａから流路外へ流すことで、下流側で酸化剤ガスの流量（モル流量）を減少させる。これにより、下流側において、内周ガス流路１７を流れるガスと内周ガス誘導部材１８を形成する固体との境膜伝熱係数が大きくなり、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現することができる。 In the fuel cell FC7 described above, the flow rate (molar flow rate) of the oxidant gas is decreased on the downstream side by causing the oxidant gas to flow from the vent hole 18a to the outside of the flow channel on the downstream side in the inner gas channel 17. As a result, on the downstream side, the boundary film heat transfer coefficient between the gas flowing through the inner peripheral gas flow path 17 and the solid forming the inner peripheral gas guiding member 18 is increased, and the upstream heat exchange amount and the downstream heat exchange are increased. The difference from the amount is reduced. As a result, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S can be further uniformized while the temperature is adjusted favorably.

また、燃料電池ＦＣ７は、上記の如く内周ガス流路１７の下流側で酸化剤ガスを通気孔１８ａから流路外へ流すことで、とくにスタック構造体Ｓの排出側における酸化剤ガス不足による発電性能の低下を防止することもできる。 Further, the fuel cell FC7 causes the oxidant gas to flow from the vent hole 18a to the outside of the flow path on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17 as described above, and in particular due to the shortage of the oxidant gas on the discharge side of the stack structure S. A decrease in power generation performance can also be prevented.

図８は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 8 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図８（ａ）に示す燃料電池ＦＣ７は、各燃料電池ユニットＵ毎に内周ガス誘導部材１８と設けて、この内周ガス誘導部材１８と外周ガス誘導部材１３との間で内周ガス流路１７を形成している。 A fuel cell FC7 shown in FIG. 8A is provided with an inner peripheral gas guiding member 18 for each fuel cell unit U, and an inner peripheral gas flow between the inner peripheral gas guiding member 18 and the outer peripheral gas guiding member 13 is provided. A path 17 is formed.

このとき、内周ガス誘導部材１８は、内周ガス流路１７の上流側では、図７（ｃ）に示す如くユニット外集電体６の外周部に接合してあり、下流側では、図７（ｂ）に示す如く内周ガス流路１７の中央に位置している。そして、内周ガス誘導部材１８は、下流側部分に多数の通気孔１８ａを有しており、下流側に向けて通気孔１８ａの分布密度（又は大きさ）を漸次増大させている。この場合、燃料電池ユニットＵの内周ガス流路１７に面する部分（セル板の一部分）には、絶縁コーティング２２が施してある。 At this time, the inner peripheral gas guide member 18 is joined to the outer peripheral portion of the unit outer current collector 6 on the upstream side of the inner peripheral gas flow path 17 as shown in FIG. As shown in FIG. 7B, it is located at the center of the inner peripheral gas flow path 17. The inner peripheral gas guide member 18 has a large number of vent holes 18a in the downstream portion, and gradually increases the distribution density (or size) of the vent holes 18a toward the downstream side. In this case, an insulating coating 22 is applied to a portion (a part of the cell plate) facing the inner peripheral gas flow path 17 of the fuel cell unit U.

上記の燃料電池ＦＣ８にあっても、先の実施形態と同様に、内周ガス流路１７の下流側で酸化剤ガスの流量を減少させることで、下流側での境膜伝熱係数が大きくなると共に、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現する。また、スタック構造体Ｓの排出側における酸化剤ガス不足による発電性能の低下を防止することもできる。 Even in the fuel cell FC8, as in the previous embodiment, by reducing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17, the film heat transfer coefficient on the downstream side is increased. At the same time, the difference between the heat exchange amount on the upstream side and the heat exchange amount on the downstream side becomes small. As a result, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S is further uniformized while the temperature is adjusted well. In addition, it is possible to prevent a decrease in power generation performance due to a shortage of oxidant gas on the discharge side of the stack structure S.

図９は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 9 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ９は、先の実施形態の内周ガス誘導部材が無い構成であって、外周ガス誘導部材１３とユニット外集電体との間に内周ガス流路１７を形成（図７ｂ参照）し、内周ガス流路１７が、その下流側で酸化剤ガスを流路外側に偏向させる整流部材を備えている。すなわち、内周ガス流路１７の下流側に整流部材を設けることで、下流側での酸化剤ガスの流量を減少させている。そして、この実施形態の燃料電池ＦＣ９は、整流部材が、内周ガス流路１７内に配置した一つの整流板２３である。 The illustrated fuel cell FC9 is configured without the inner peripheral gas guiding member of the previous embodiment, and an inner peripheral gas flow path 17 is formed between the outer peripheral gas guiding member 13 and the external current collector (FIG. 7b). The inner peripheral gas channel 17 includes a rectifying member that deflects the oxidant gas to the outside of the channel on the downstream side. That is, the flow rate of the oxidant gas on the downstream side is reduced by providing a rectifying member on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17. In the fuel cell FC9 of this embodiment, the rectifying member is one rectifying plate 23 arranged in the inner peripheral gas flow path 17.

上記の燃料電池ＦＣ９にあっても、先の実施形態と同様に、内周ガス流路１７の下流側で酸化剤ガスの流量を減少させることで、下流側での境膜伝熱係数が大きくなると共に、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現する。また、スタック構造体Ｓの排出側における酸化剤ガス不足による発電性能の低下を防止することもできる。 Even in the fuel cell FC9 described above, as in the previous embodiment, by reducing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the inner peripheral gas passage 17, the boundary film heat transfer coefficient on the downstream side is increased. At the same time, the difference between the heat exchange amount on the upstream side and the heat exchange amount on the downstream side becomes small. As a result, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S is further uniformized while the temperature is adjusted well. In addition, it is possible to prevent a decrease in power generation performance due to a shortage of oxidant gas on the discharge side of the stack structure S.

図１０は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 10 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ１０は、整流部材が、内周ガス流路１７内に配置した複数（二枚）の整流板２３である。整流板２３の数は、とくに限定されるものではなく、少なくとも一枚あれば良い。 In the illustrated fuel cell FC <b> 10, the rectifying member is a plurality (two) of rectifying plates 23 arranged in the inner peripheral gas flow path 17. The number of rectifying plates 23 is not particularly limited, and at least one rectifying plate is sufficient.

上記の燃料電池ＦＣ１０にあっても、先の実施形態と同様に、内周ガス流路１７の下流側で酸化剤ガスの流量を減少させることで、下流側での境膜伝熱係数が大きくなると共に、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現する。また、スタック構造体Ｓの排出側における酸化剤ガス不足による発電性能の低下を防止することもできる。 Even in the fuel cell FC10, as in the previous embodiment, by reducing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17, the film heat transfer coefficient on the downstream side is increased. At the same time, the difference between the heat exchange amount on the upstream side and the heat exchange amount on the downstream side becomes small. As a result, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S is further uniformized while the temperature is adjusted well. In addition, it is possible to prevent a decrease in power generation performance due to a shortage of oxidant gas on the discharge side of the stack structure S.

図１１は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 11 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ１１は、外周ガス誘導部材１３とユニット外集電体との間に内周ガス流路１７を形成（図７ｂ参照）し、内周ガス流路１７が、その下流側で酸化剤ガスを流路外側に偏向させる整流部材を備えている。すなわち、内周ガス流路１７の下流側に整流部材を設けることで、下流側での酸化剤ガスの流量を減少させている。 The illustrated fuel cell FC11 forms an inner peripheral gas flow path 17 (see FIG. 7b) between the outer peripheral gas guiding member 13 and the external current collector, and the inner peripheral gas flow path 17 is oxidized on the downstream side thereof. A rectifying member for deflecting the agent gas to the outside of the flow path is provided. That is, the flow rate of the oxidant gas on the downstream side is reduced by providing a rectifying member on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17.

そして、この実施形態の燃料電池ＦＣ１１は、整流部材が、内周ガス流路１７内に配置した多孔質体２４であって、内周ガス流路１７の上流部と中流部と下流部とで気孔率が段階的に減少したものとなっている。 In the fuel cell FC11 of this embodiment, the rectifying member is a porous body 24 disposed in the inner peripheral gas flow path 17, and includes an upstream portion, a midstream portion, and a downstream portion of the inner peripheral gas flow passage 17. The porosity is gradually reduced.

ここで、多孔質体２４の材料としては、とくに限定されるものではないが、（１）キャスタブル耐火物、（２）ポルトランドセメント、アルミナセメント、燐酸セメント及び珪酸セメントなどの耐火性発泡セメント、（３耐火モルタル、（４）石膏、（５）セラミックス接着剤、（６）泡ガラスなど不定形材料、（７）ガラス繊維、セラミックス繊維及び金属繊維の少なくとも一つを主な構成とするフェルト、（８）織物、（９）編物、（１０）これらを含むコンポジット材料、（１１）金属箔、及び（１２）熱を加えると膨張する無機系マット等を使用することができる。 Here, the material of the porous body 24 is not particularly limited, but (1) castable refractory, (2) refractory foam cement such as Portland cement, alumina cement, phosphate cement and silicate cement, ( 3 refractory mortar, (4) gypsum, (5) ceramic adhesive, (6) amorphous material such as foam glass, (7) felt mainly composed of at least one of glass fiber, ceramic fiber and metal fiber, 8) Woven fabrics, (9) knitted fabrics, (10) composite materials containing these, (11) metal foils, and (12) inorganic mats that expand when heated are used.

上記の燃料電池ＦＣ１１にあっても、先の実施形態と同様に、内周ガス流路１７の下流側で酸化剤ガスの流量を減少させることで、下流側での境膜伝熱係数が大きくなると共に、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現する。また、スタック構造体Ｓの排出側における酸化剤ガス不足による発電性能の低下を防止することもできる。 Even in the fuel cell FC11, as in the previous embodiment, by reducing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17, the boundary film heat transfer coefficient on the downstream side is increased. At the same time, the difference between the heat exchange amount on the upstream side and the heat exchange amount on the downstream side becomes small. As a result, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S is further uniformized while the temperature is adjusted well. In addition, it is possible to prevent a decrease in power generation performance due to a shortage of oxidant gas on the discharge side of the stack structure S.

図１２は、本発明の燃料電池のさらに他の実施形態を説明する図である。なお、先の基本構成及び実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 12 is a diagram illustrating still another embodiment of the fuel cell of the present invention. The same components as those in the previous basic configuration and the embodiment are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図示の燃料電池ＦＣ１２は、外周ガス誘導部材１３とユニット外集電体との間に内周ガス流路１７を形成（図７ｂ参照）し、内周ガス流路１７が、その下流側で酸化剤ガスを流路外側に偏向させる整流部材を備えている。すなわち、内周ガス流路１７の下流側に整流部材を設けることで、下流側での酸化剤ガスの流量を減少させている。 The illustrated fuel cell FC12 forms an inner peripheral gas flow path 17 (see FIG. 7b) between the outer peripheral gas guiding member 13 and the external current collector, and the inner peripheral gas flow path 17 is oxidized on the downstream side thereof. A rectifying member for deflecting the agent gas to the outside of the flow path is provided. That is, the flow rate of the oxidant gas on the downstream side is reduced by providing a rectifying member on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17.

そして、この実施形態の燃料電池ＦＣ１２は、整流部材が、内周ガス流路１７内に充填した充填材２５であって、下流側に向けて充填材２５の量が漸次増大させたものとなっている。 In the fuel cell FC12 of this embodiment, the rectifying member is the filler 25 filled in the inner peripheral gas flow path 17, and the amount of the filler 25 is gradually increased toward the downstream side. ing.

上記の燃料電池ＦＣ１２にあっても、先の実施形態と同様に、内周ガス流路１７の下流側で酸化剤ガスの流量を減少させることで、下流側での境膜伝熱係数が大きくなると共に、上流側の熱交換量と下流側の熱交換量との差が小さくなる。その結果、温度調整を良好に行いつつ、燃料電池ユニットＵ並びにスタック構造体Ｓにおける温度分布のさらなる均一化を実現する。また、スタック構造体Ｓの排出側における酸化剤ガス不足による発電性能の低下を防止することもできる。 Even in the fuel cell FC12, as in the previous embodiment, by reducing the flow rate of the oxidant gas on the downstream side of the inner peripheral gas flow path 17, the film heat transfer coefficient on the downstream side is increased. At the same time, the difference between the heat exchange amount on the upstream side and the heat exchange amount on the downstream side becomes small. As a result, the temperature distribution in the fuel cell unit U and the stack structure S is further uniformized while the temperature is adjusted well. In addition, it is possible to prevent a decrease in power generation performance due to a shortage of oxidant gas on the discharge side of the stack structure S.

なお、本発明の燃料電池は、その構成が上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、外周ガス誘導部材、外周ガス流路、内周ガス誘導部材、内周ガス流路及び整流部材等の構成の細部を変更したり、これらの構成を上記各実施形態以外の組み合わせにしたりすることができる。 The configuration of the fuel cell of the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the outer gas guide member, the outer gas channel, the inner gas guide member, the inner gas channel, and the rectifying member are used. The details of the configuration can be changed, or these configurations can be combined other than the above embodiments.

また、上記各実施形態では、ケース内に一方の反応用ガスである酸化剤ガス（空気）を流通させると共に、燃料電池ユニット内に他方の反応用ガスである燃料ガスを流通させるものとして説明したが、燃料電池ユニットの構成によっては、酸化剤ガスと燃料ガスの流通域を逆の関係にすることもあり得る。 Further, in each of the embodiments described above, the oxidant gas (air) that is one reaction gas is circulated in the case, and the fuel gas that is the other reaction gas is circulated in the fuel cell unit. However, depending on the configuration of the fuel cell unit, the flow area of the oxidant gas and the fuel gas may be reversed.

さらに、本発明では、外周ガス流路が、下流側で反応用ガスの流速及び流量の少なくとも一方を増大させるものとし、内周ガス流路が、外周ガス流路から導入した反応用ガスの一部を流通させ且つ下流側で反応用ガスの流速及び流量の少なくとも一方を減少させるものとしている。各実施例では、上記機能を有する外周ガス流路及び内周ガス流路のいずれか一方を備えたものを例示したが、夫々の機能を有する両ガス流路を備えた構成としても良く、流速及び流量の増減に関しても、連続的に変化させたり段階的に変化させたりする構成にすることができる。 Further, in the present invention, the outer peripheral gas passage increases at least one of the flow velocity and flow rate of the reaction gas on the downstream side, and the inner peripheral gas passage is one of the reaction gases introduced from the outer peripheral gas passage. The part is circulated and at least one of the flow rate and flow rate of the reaction gas is reduced downstream. In each of the examples, the one provided with either one of the outer peripheral gas flow path and the inner peripheral gas flow path having the above functions is exemplified. However, a configuration including both gas flow paths having the respective functions may be used. In addition, regarding the increase / decrease of the flow rate, it can be configured to change continuously or stepwise.

本発明の燃料電池の一実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining one example of a fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池の他の実施例を説明する水平断面図（ａ）及び斜視説明図（ｂ）である。It is the horizontal sectional view (a) and perspective explanatory drawing (b) explaining other examples of the fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining further another example of the fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining further another example of the fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図（ａ）及び要部の垂直断面図（ｂ）である。It is the horizontal sectional view (a) explaining the other Example of the fuel cell of this invention, and the vertical sectional view (b) of the principal part. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図（ａ）及び要部の垂直断面図（ｂ）である。It is the horizontal sectional view (a) explaining the other Example of the fuel cell of this invention, and the vertical sectional view (b) of the principal part. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図（ａ）及び要部の垂直断面図（ｂ）（ｃ）である。It is the horizontal sectional view (a) explaining the other Example of the fuel cell of this invention, and the vertical sectional view (b) (c) of the principal part. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図（ａ）及び要部の垂直断面図（ｂ）（ｃ）である。It is the horizontal sectional view (a) explaining the further another Example of the fuel cell of this invention, and the vertical sectional view (b) (c) of the principal part. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining further another example of the fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining further another example of the fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining further another example of the fuel cell of the present invention. 本発明の燃料電池のさらに他の実施例を説明する水平断面図である。It is a horizontal sectional view explaining further another example of the fuel cell of the present invention. 本発明が適用可能な燃料電池の基本構成において、燃料電池ユニットを説明する分解斜視図である。1 is an exploded perspective view illustrating a fuel cell unit in a basic configuration of a fuel cell to which the present invention is applicable. 本発明が適用可能な燃料電池の基本構成において、スタック構造体を説明する斜視図である。1 is a perspective view illustrating a stack structure in a basic configuration of a fuel cell to which the present invention is applicable. 本発明が適用可能な燃料電池の基本構成を示す斜視説明図である。1 is an explanatory perspective view showing a basic configuration of a fuel cell to which the present invention is applicable. 本発明が適用可能な燃料電池の基本構成を示す水平断面図である。1 is a horizontal sectional view showing a basic configuration of a fuel cell to which the present invention is applicable.

符号の説明Explanation of symbols

Ｃケース
ＦＣ１〜ＦＣ１２燃料電池
Ｓスタック構造体
Ｕ燃料電池ユニット
１単セル
２セパレータ
３内周部材
４外周部材
５ユニット内集電体
６ユニット外集電体
７導入穴（燃料ガスの導入穴）
８排出穴（燃料ガスの導入穴）
１１導入管（酸化剤ガスの導入部）
１２排出管（酸化剤ガスの排出部）
１３外周ガス誘導部材
１４外周ガス流路
１５開口域
１６分流板
１７内周ガス流路
１８内周ガス誘導部材
１８ａ通気孔
１９絶縁層
２０絶縁部材
２１導入部（酸化剤ガスの導入部）
２２絶縁コーティング
２３整流板（整流部材）
２４多孔質体（整流部材）
２５充填材（整流部材） C Case FC1 to FC12 Fuel cell S Stack structure U Fuel cell unit 1 Single cell 2 Separator 3 Inner peripheral member 4 Outer peripheral member 5 In-unit current collector 6 Outer unit current collector 7 Introduction hole (fuel gas introduction hole)
8 Discharge hole (fuel gas introduction hole)
11 Introduction pipe (oxidizer gas introduction part)
12 Discharge pipe (oxidant gas discharge part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Peripheral gas guide member 14 Peripheral gas flow path 15 Opening area 16 Diverging plate 17 Inner peripheral gas flow path 18 Inner peripheral gas guide member 18a Ventilation hole 19 Insulating layer 20 Insulating member 21 Introduction part (oxidant gas introduction part)
22 Insulating coating 23 Rectifier plate (rectifier member)
24 Porous body (rectifying member)
25 Filler (rectifying member)

Claims

複数の燃料電池ユニットを互いに間隙を介して積層してスタック構造体を形成すると共に、スタック構造体をケースに収容し、ケース内に燃料ガス及び酸化剤ガスのいずれか一方の反応用ガスの導入部と排出部を配置して同ケース内に反応用ガスを流通させる構造を有する燃料電池であって、
反応用ガスの導入部からスタック構造体の外周縁部に沿った外周ガス誘導部材を設け、
ケース内面と外周ガス誘導部材との間に、下流側で反応用ガスの流速及び流量の少なくとも一方を増大させる外周ガス流路を形成したことを特徴とする燃料電池。 A plurality of fuel cell units are stacked with a gap therebetween to form a stack structure, and the stack structure is accommodated in a case, and either one of the fuel gas and the oxidizing gas is introduced into the case A fuel cell having a structure in which a reaction gas is circulated in the case by arranging a discharge part and a discharge part,
An outer peripheral gas guide member is provided along the outer peripheral edge of the stack structure from the reaction gas introduction part,
A fuel cell, wherein an outer peripheral gas flow path for increasing at least one of a flow rate and a flow rate of a reaction gas is formed on a downstream side between an inner surface of the case and an outer peripheral gas guide member.

外周ガス誘導部材とスタック構造体との間に、外周ガス流路から導入した反応用ガスの一部を流通させ且つ下流側で反応用ガスの流速及び流量の少なくとも一方を減少させる内周ガス流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 An inner peripheral gas flow that causes a part of the reaction gas introduced from the outer peripheral gas flow path to flow between the outer peripheral gas guide member and the stack structure and reduces at least one of the flow velocity and flow rate of the reaction gas downstream. The fuel cell according to claim 1, wherein a path is formed.

複数の燃料電池ユニットを互いに間隙を介して積層してスタック構造体を形成すると共に、スタック構造体をケースに収容し、ケース内に燃料ガス及び酸化剤ガスのいずれか一方の反応用ガスの導入部と排出部を配置して同ケース内に反応用ガスを流通させる構造を有する燃料電池であって、
反応用ガスの導入部からスタック構造体の外周縁部に沿った外周ガス誘導部材を設け、
ケース内面と外周ガス誘導部材との間に、外周ガス流路を形成すると共に、
外周ガス誘導部材とスタック構造体との間に、外周ガス流路から導入した反応用ガスの一部を流通させ且つ下流側で反応用ガスの流速及び流量の少なくとも一方を減少させる内周ガス流路を形成したことを特徴とする燃料電池。 A plurality of fuel cell units are stacked with a gap therebetween to form a stack structure, and the stack structure is accommodated in a case, and either one of the fuel gas and the oxidizing gas is introduced into the case A fuel cell having a structure in which a reaction gas is circulated in the case by arranging a discharge part and a discharge part,
An outer peripheral gas guide member is provided along the outer peripheral edge of the stack structure from the reaction gas introduction part,
While forming the outer peripheral gas flow path between the case inner surface and the outer peripheral gas guiding member,
An inner peripheral gas flow that causes a part of the reaction gas introduced from the outer peripheral gas flow path to flow between the outer peripheral gas guide member and the stack structure and reduces at least one of the flow velocity and flow rate of the reaction gas downstream. A fuel cell characterized by forming a path.

燃料電池ユニットが円盤状であって、スタック構造体が円柱状を成しており、外周ガス誘導部材が、スタック構造体の外周縁部に沿う円弧状を成すとともに一部に開口域を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池。 The fuel cell unit has a disk shape, the stack structure has a cylindrical shape, and the outer peripheral gas guiding member has an arc shape along the outer peripheral edge of the stack structure and has an opening region in part. The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein:

燃料電池ユニットの周上において、反応用ガスの排出部と外周ガス誘導部材の開口域を１８０度の位相で配置すると共に、排出部の両側に導入部及び外周ガス誘導部材を夫々配置し、反応用ガスの導入部、排出部、外周ガス誘導部材及び開口域を線対称に配置したことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池。 On the periphery of the fuel cell unit, the reaction gas discharge part and the opening area of the outer gas guide member are arranged in a phase of 180 degrees, and the introduction part and the outer gas guide member are arranged on both sides of the discharge part, respectively The fuel cell according to claim 4, wherein the gas introduction part, the discharge part, the outer peripheral gas guiding member, and the opening area are arranged symmetrically.

スタック構造体と外周ガス誘導部材との間に、電気的絶縁性を有し且つ熱伝導性を有する絶縁層を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池。 The fuel according to any one of claims 1 to 5, wherein an insulating layer having electrical insulation and thermal conductivity is provided between the stack structure and the peripheral gas guiding member. battery.

各燃料電池ユニットが、中心部分で互いに連結してスタック構造体を形成すると共に、スタック構造体が、その中心線に沿って他方の反応用ガスの導入部及び排出部を備え、各燃料電池ユニット内に他方の反応用ガスを流通させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の燃料電池。 Each fuel cell unit is connected to each other at the central portion to form a stack structure, and the stack structure includes the other reaction gas introduction part and the discharge part along the center line. The fuel cell according to any one of claims 4 to 6, wherein the other reaction gas is circulated inside.

外周ガス流路が、下流側で断面積を減少させた形態を成していることを特徴とする請求項１，２，４〜７のいずれか１項に記載の燃料電池。 The fuel cell according to any one of claims 1, 2, 4 to 7, wherein the outer peripheral gas flow path has a form in which a cross-sectional area is reduced on the downstream side.

外周ガス流路が、上流側から下流側に至る間に複数の反応用ガスの導入部を備えていることを特徴とする請求項１，２，４〜７のいずれか１項に記載の燃料電池。 The fuel according to any one of claims 1, 2, 4 to 7, wherein the outer peripheral gas flow path is provided with a plurality of reaction gas introduction portions between the upstream side and the downstream side. battery.

燃料電池ユニットが、その外周に沿って内周ガス誘導部材を備え、内周ガス流路が、外周ガス誘導部材と内周ガス誘導部材との間で形成してあることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に燃料電池。 The fuel cell unit includes an inner peripheral gas guide member along an outer periphery thereof, and an inner peripheral gas flow path is formed between the outer peripheral gas guide member and the inner peripheral gas guide member. The fuel cell according to any one of 2 to 7.

燃料電池ユニットが、スタック構造体において隣接する燃料電池ユニットとの間に介装するユニット外集電体を備え、内周ガス流路が、外周ガス誘導部材とユニット外集電体との間で形成してあることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の燃料電池。 The fuel cell unit includes an external current collector interposed between adjacent fuel cell units in the stack structure, and an inner peripheral gas flow path is formed between the outer peripheral gas guiding member and the external current collector. 8. The fuel cell according to claim 2, wherein the fuel cell is formed.

内周ガス流路が、下流側で断面積を増大させた形態を成していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の燃料電池。 12. The fuel cell according to claim 10, wherein the inner peripheral gas flow path has a configuration in which a cross-sectional area is increased on the downstream side.

内周ガス誘導部材が、多数の通気孔を有しており、内周ガス流路の上流側から下流側に向けて通気孔の分布密度を増大させたことを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池。 The inner peripheral gas guide member has a large number of vent holes, and the distribution density of the vent holes is increased from the upstream side to the downstream side of the inner peripheral gas flow path. Fuel cell.

内周ガス流路が、その下流側で反応用ガスを流路外側に偏向させる整流部材を備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 10 or 11, wherein the inner peripheral gas flow path includes a rectifying member that deflects the reaction gas to the outside of the flow path on the downstream side.

整流部材が、内周ガス流路内に配置した少なくとも一つの整流板であることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 14, wherein the rectifying member is at least one rectifying plate disposed in the inner peripheral gas flow path.

整流部材が、内周ガス流路内に配置した多孔質体であって、内周ガス流路の上流側から下流側に向けて気孔率が減少していることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池。 The rectifying member is a porous body disposed in the inner peripheral gas flow path, and the porosity decreases from the upstream side to the downstream side of the inner peripheral gas flow path. The fuel cell as described.

整流部材が、内周ガス流路内に充填した充填材であることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池。 The fuel cell according to claim 14, wherein the rectifying member is a filler filled in the inner peripheral gas flow path.