JP2010097797A - Fuel cell module - Google Patents

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JP2010097797A JP2008267067A JP2008267067A JP2010097797A JP 2010097797 A JP2010097797 A JP 2010097797A JP 2008267067 A JP2008267067 A JP 2008267067A JP 2008267067 A JP2008267067 A JP 2008267067A JP 2010097797 A JP2010097797 A JP 2010097797A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell module that prevents diffusion of an oxidant gas and by allowing the oxidant gas to come into easy contact with a cell, the oxidant gas is fully supplied to the cell and leads to proper performance of power generation. <P>SOLUTION: This fuel cell module FC includes a plurality of fuel cell units 30 including a fuel cell 4, and an upper support plate 400a for holding the respective other-end sides of the plurality of fuel cell units 30. The respective other end sides of the plurality of fuel cell units 30 penetrate the upper support plate 400a, and in the penetrating portions, the respective plurality of fuel cell units 30 are fixed tightly on the upper support plate 400a. There are made a plurality of upper support plates 400a, and a gap between adjacent upper support plates. The module, further, is provided with a wall for preventing diffusion of the oxidant gas. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとが一端側から他端側へと流れることによって作動す
る複数の燃料電池セルを含む燃料電池モジュールに関する。 The present invention relates to a fuel cell module including a plurality of fuel cells that operate when fuel gas and oxidant gas flow from one end side to the other end side.

燃料ガスと酸化剤ガスとが一端側から他端側へと流れることによって作動する複数の燃
料電池セルを含む燃料電池モジュールにおいては、複数の燃料電池セルを立設させること
が一般的に行われている。例えば、下記特許文献１では、燃料電池セルスタックの周囲に供給される酸素含有ガスの拡散を防止するべく燃料電池セルスタックを包囲する酸素含有ガス包囲手段の技術が開示されている。 In a fuel cell module including a plurality of fuel cells that operate when fuel gas and oxidant gas flow from one end side to the other end side, it is generally performed that the plurality of fuel cells are erected. ing. For example, Patent Document 1 below discloses a technique of oxygen-containing gas surrounding means for surrounding a fuel cell stack to prevent diffusion of an oxygen-containing gas supplied around the fuel cell stack.

また、燃料電池セルの折損を確実に防止できるとともに、セルスタックの口開きが抑制され、これにより集電部材による燃料電池セル間の電気的な接続を長期にわたって維持できる技術としては、下記特許文献２に記載されているようなものも提案されている。
特開２００７−２３４３８４号公報 特開２００５−１５００７７号公報 Further, as a technique that can reliably prevent breakage of the fuel battery cell and suppress the opening of the cell stack and thereby maintain the electrical connection between the fuel battery cells by the current collecting member over a long period of time, the following patent document Those described in 2 have also been proposed.
JP 2007-234384 A JP 2005-150077 A

上記特許文献１に記載されている燃料電池モジュールでは、燃料電池セルスタックの周囲に供給される酸素含有ガスの拡散を防止するべく該燃料電池セルスタックを取り囲む酸素含有ガス包囲手段を備えていた。しかし単純にガスの拡散防止に寄与する考えしかなく、より積極的に燃料電池セルスタックに酸素含有ガスを接触させようとするものではなかった。   The fuel cell module described in Patent Document 1 includes oxygen-containing gas surrounding means for surrounding the fuel cell stack to prevent diffusion of the oxygen-containing gas supplied around the fuel cell stack. However, the idea is merely to contribute to prevention of gas diffusion, and it is not intended to make the oxygen-containing gas contact with the fuel cell stack more actively.

一方で、単純に各燃料電池セルの位置を固定しようとすれば、各燃料電池セルの周囲に様々な固定部材を配置する考えはあったが、酸素含有ガスとセルとの接触を考えたものではなかった。   On the other hand, if one simply tried to fix the position of each fuel cell, there was an idea to arrange various fixing members around each fuel cell, but the contact between the oxygen-containing gas and the cell was considered It wasn't.

そこで本発明では、酸化剤ガスの拡散防止をはかるとともに、セルに酸化剤ガスが接触しやすくさせることにより、セルに十分に酸化剤ガスが供給され発電性能が良好となる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a fuel cell module that prevents the diffusion of oxidant gas and makes the cell easily contacted with the oxidant gas, thereby sufficiently supplying the oxidant gas to the cell and improving the power generation performance. For the purpose.

上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池モジュールは、
燃料ガスが内部通路の一端側から他端側へと流れ、酸化剤ガスが外部の一端側から他端
側へと流れることによって作動する燃料電池セルを含む複数の燃料電池セル部材と、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの内部通路に連通され、前記それぞれの内部通路
に対して燃料ガスを供給するガスタンクと、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの他端側を保持する板状の複数の保持部材と、を備える
燃料電池モジュールであって、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの一端側が前記ガスタンクに対して保持されて、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれが前記ガスタンクに対して立設され、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの前記内部通路を通った燃料ガスが、前記複数の
燃料電池セル部材それぞれの他端側から前記保持部材を通過可能なように、前記複数の燃
料電池セル部材それぞれの他端側が前記保持部材に対して密着固定され、
前記複数のそれぞれの保持部材は、前記複数の燃料電池セル部材において発電反応に寄与しなかった残余の酸化剤ガスが通過可能なように離間配置されるとともに、
前記複数の燃料電池セル部材に隣接される酸化剤ガス拡散防止壁と、
を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a fuel cell module according to the present invention includes:
A plurality of fuel cell members including fuel cells that operate when fuel gas flows from one end side to the other end side of the internal passage and oxidant gas flows from one end side to the other end side of the outside;
A gas tank communicating with the internal passages of each of the plurality of fuel cell members and supplying fuel gas to the respective internal passages;
A plurality of plate-like holding members that hold the other end sides of each of the plurality of fuel battery cell members, and a fuel cell module comprising:
One end side of each of the plurality of fuel battery cell members is held against the gas tank,
Each of the plurality of fuel battery cell members is erected with respect to the gas tank;
Each of the plurality of fuel cell members so that the fuel gas that has passed through the internal passage of each of the plurality of fuel cell members can pass through the holding member from the other end side of each of the plurality of fuel cell members. The other end side of is closely fixed to the holding member,
The plurality of holding members are spaced apart so that the remaining oxidant gas that did not contribute to the power generation reaction in the plurality of fuel battery cell members can pass therethrough,
An oxidant gas diffusion prevention wall adjacent to the plurality of fuel battery cell members;
It is characterized by providing.

本発明によれば、酸化剤ガスの拡散防止をはかるとともに、セルに酸化剤ガスが接触しやすくさせることにより、セルに十分に酸化剤ガスが供給され発電性能が良好となる燃料電池モジュールを提供することができる。   According to the present invention, there is provided a fuel cell module which prevents the diffusion of oxidant gas and makes the cell easily contacted with the oxidant gas, thereby sufficiently supplying the oxidant gas to the cell and improving the power generation performance. can do.

本発明を実施するための最良の形態を説明するのに先立って、本発明の作用効果につい
て説明する。 Prior to describing the best mode for carrying out the present invention, the function and effect of the present invention will be described.

本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガスが内部通路の一端側から他端側へと流れ、酸化剤ガスが外部の一端側から他端
側へと流れることによって作動する燃料電池セルを含む複数の燃料電池セル部材と、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの内部通路に連通され、前記それぞれの内部通路
に対して燃料ガスを供給するガスタンクと、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの他端側を保持する板状の複数の保持部材と、を備える
燃料電池モジュールであって、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの一端側が前記ガスタンクに対して保持されて、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれが前記ガスタンクに対して立設され、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの前記内部通路を通った燃料ガスが、前記複数の
燃料電池セル部材それぞれの他端側から前記保持部材を通過可能なように、前記複数の燃
料電池セル部材それぞれの他端側が前記保持部材に対して密着固定され、
前記複数のそれぞれの保持部材は、前記複数の燃料電池セル部材において発電反応に寄与しなかった残余の酸化剤ガスが通過可能なように離間配置されるとともに、
前記複数の燃料電池セル部材に隣接される酸化剤ガス拡散防止壁と、
を備えることを特徴とする。 The fuel cell module according to the present invention includes a plurality of fuel cells that operate when fuel gas flows from one end side to the other end side of the internal passage and oxidant gas flows from one end side to the other end side of the outside. A fuel cell member of
A gas tank communicating with the internal passages of each of the plurality of fuel cell members and supplying fuel gas to the respective internal passages;
A plurality of plate-like holding members that hold the other end sides of each of the plurality of fuel battery cell members, and a fuel cell module comprising:
One end side of each of the plurality of fuel battery cell members is held against the gas tank,
Each of the plurality of fuel battery cell members is erected with respect to the gas tank;
Each of the plurality of fuel cell members so that the fuel gas that has passed through the internal passage of each of the plurality of fuel cell members can pass through the holding member from the other end side of each of the plurality of fuel cell members. The other end side of is closely fixed to the holding member,
The plurality of holding members are spaced apart so that the remaining oxidant gas that did not contribute to the power generation reaction in the plurality of fuel battery cell members can pass therethrough,
An oxidant gas diffusion prevention wall adjacent to the plurality of fuel battery cell members;
It is characterized by providing.

本発明では、酸化剤ガス拡散防止壁により酸化剤ガス拡散防止壁よりも外側へ酸化剤ガスが拡散することを防止する。さらに複数のそれぞれの保持部材が離間配置されることで、その離間部分が酸化剤ガスの通り道となるので、その下方に配置されるセルに接触しながら上方へ移動することがより簡便になされることとなる。よってセルに酸化剤ガスが十分に供給され発電性能が良好となる。
言い換えると、酸化剤ガス拡散防止壁により区画された領域より複数の保持部材を離間配置したそれぞれの離間部の総断面積を小さくすることで、流体抵抗が増大し、酸化剤ガスの均一供給が可能となる。 In the present invention, the oxidant gas diffusion prevention wall prevents the oxidant gas from diffusing outside the oxidant gas diffusion prevention wall. Furthermore, since each of the plurality of holding members is spaced apart, the separated portion becomes a passage for the oxidant gas, so that it is easier to move upward while contacting a cell disposed below the retaining member. It will be. Therefore, the oxidant gas is sufficiently supplied to the cell, and the power generation performance is improved.
In other words, by reducing the total cross-sectional area of each spacing portion in which a plurality of holding members are spaced apart from the region partitioned by the oxidant gas diffusion prevention wall, the fluid resistance increases, and the uniform supply of oxidant gas is achieved. It becomes possible.

また、本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記複数の燃料電池セル部材それぞれの
他端側が前記複数のそれぞれの保持部材を貫通していることも好ましい。このように、複数の燃料電池セルそれぞれの他端側が保持部材を貫通しているので、燃料電池セルを通過した燃料ガスを確実に保持部材の裏側へと通過させて燃焼させることが可能となる。 In the fuel cell module according to the present invention, it is preferable that the other end side of each of the plurality of fuel cell members penetrates the plurality of holding members. Thus, since the other end side of each of the plurality of fuel cells penetrates the holding member, the fuel gas that has passed through the fuel cell can be surely passed to the back side of the holding member and burned. .

また、本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記複数のそれぞれの保持部材には前記複数の燃料電池セル部材それぞれが貫通する複数の貫通穴が形成されており、前記複数の燃料電池セル部材それぞれは、前記複数の貫通穴それぞれに対して直接密着して固定されていることも好ましい。   Further, in the fuel cell module according to the present invention, the plurality of holding members are formed with a plurality of through holes through which the plurality of fuel cell members respectively penetrate, and each of the plurality of fuel cell members is It is also preferable that the plurality of through holes are fixed in direct contact with each other.

この態様によれば、燃料電池セル部材と保持部材の貫通穴とが直接密着して固定されて
いるので、部材点数を増やさずにより簡単な構成で、燃料電池セル部材と保持部材とを密
着固定することができる。 According to this aspect, since the fuel cell member and the through hole of the holding member are fixed in direct contact with each other, the fuel cell member and the holding member are fixed in close contact with each other without increasing the number of members. can do.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を
付して、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

図１は、本発明に係る燃料電池モジュールの一実施形態である燃料電池モジュールＦＣ
を示す斜視図であって、カバー部材を取り外した状態を示す図である。図２は、燃料電池
モジュールＦＣの断面図であって、図１の矢印Ａ方向において、燃料電池モジュールＦＣ
の中央近傍における断面図である。図３は、燃料電池モジュールＦＣの断面図であって、
図１の矢印Ｂ方向において、燃料電池モジュールＦＣの中央近傍における断面図である。
尚、図２及び図３においては、断面のハッチングを省略している。 FIG. 1 shows a fuel cell module FC which is an embodiment of a fuel cell module according to the present invention.
It is a perspective view which shows, Comprising: It is a figure which shows the state which removed the cover member. FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell module FC, and in the direction of arrow A in FIG.
It is sectional drawing in the center vicinity. FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell module FC,
FIG. 2 is a cross-sectional view in the vicinity of the center of the fuel cell module FC in the direction of arrow B in FIG. 1.
In FIGS. 2 and 3, the cross-sectional hatching is omitted.

カバー部材（図１，３に明示しない。図２にその外形を二点鎖線で示す）は、正面側の
側壁と、長手方向の一対の側壁と、背面側の側壁と、天井とによって直方体状に形成され
る。各側壁の下端部には、フランジ部が形成され、そのフランジ部をベース部材２に当接
させることで、カバー部材とベース部材２とによって密閉される空間が形成されている。
カバー部材とベース部材２とはボルト（図示しない）によって固定され、そのボルトがカ
バー部材に設けられた取り付け穴を貫通し、ベース部材２に設けられた取り付け穴２ａを
貫通することで固定されている。 The cover member (not explicitly shown in FIGS. 1 and 3 is shown by a two-dot chain line in FIG. 2) has a rectangular parallelepiped shape by a front side wall, a pair of longitudinal side walls, a rear side wall, and a ceiling. Formed. A flange portion is formed at the lower end portion of each side wall, and a space sealed by the cover member and the base member 2 is formed by bringing the flange portion into contact with the base member 2.
The cover member and the base member 2 are fixed by a bolt (not shown), and the bolt penetrates through an attachment hole provided in the cover member and is fixed by passing through an attachment hole 2a provided in the base member 2. Yes.

カバー部材とベース部材２とによって形成される内部空間は、仕切り板１５によって二
つの空間に分離されている。仕切り板１５によって分離されている空間の内、燃料電池セ
ルスタック４００が配置されている空間が発電室１６である。仕切り板１５によって分離
されている空間の内、他方の空間が排気ガス室１７である。尚、カバー部材の内壁面と仕
切り板１５とは、直接若しくは何らかの密着用部材（例えば、可撓性のある薄板部材）を
介して間接的に密着している。 The internal space formed by the cover member and the base member 2 is separated into two spaces by the partition plate 15. Among the spaces separated by the partition plate 15, the space where the fuel cell stack 400 is disposed is the power generation chamber 16. Of the spaces separated by the partition plate 15, the other space is an exhaust gas chamber 17. The inner wall surface of the cover member and the partition plate 15 are in close contact with each other directly or indirectly through some kind of contact member (for example, a flexible thin plate member).

仕切り板１５は、ベース部材２に設けられた支持部材１５ａに戴置され、ベース部材２
と所定距離を保って保持されている。支持部材１５ａは、仕切り板１５を長手方向の両端
において支持するように一対設けられている。従って、一対の支持部材１５ａ，１５ａ間
には隙間１５ｂが形成されている。カバー部材の壁面に設けられた排気ガス通路（図示し
ない）を通った排出ガスは、この隙間１５ｂから排気ガス室１７へと導入される。 The partition plate 15 is placed on a support member 15 a provided on the base member 2, and the base member 2
And is held at a predetermined distance. A pair of support members 15a are provided so as to support the partition plate 15 at both ends in the longitudinal direction. Accordingly, a gap 15b is formed between the pair of support members 15a and 15a. Exhaust gas that has passed through an exhaust gas passage (not shown) provided on the wall surface of the cover member is introduced into the exhaust gas chamber 17 through the gap 15b.

仕切り板１５にはガスタンク３が載置されている。ガスタンク３には、燃料電池セルス
タック４００が１０個並べて配置されており、ガスタンク３から燃料ガスが、それぞれの
燃料電池セルスタック４００を構成する燃料電池セル４に供給される。 The gas tank 3 is placed on the partition plate 15. Ten fuel cell stacks 400 are arranged side by side in the gas tank 3, and fuel gas is supplied from the gas tank 3 to the fuel cell 4 constituting each fuel cell stack 400.

より具体的には、ガスタンク３の上面には、燃料電池セルスタック４００の下支持板４
００ｂとほぼ同じ形状の開口部（図示しない）が設けられており、その開口部に下支持板
４００ｂを密接させてガスタンク３と各燃料電池セルスタック４００とが接続されている
。従って、燃料電池セルスタック４００を構成する燃料電池セル４は、その先端部分を上
部側に向けてガスタンク３に立設されている。 More specifically, the lower support plate 4 of the fuel cell stack 400 is formed on the upper surface of the gas tank 3.
An opening (not shown) having substantially the same shape as 00b is provided, and the gas tank 3 and each fuel cell stack 400 are connected with the lower support plate 400b in close contact with the opening. Therefore, the fuel cells 4 constituting the fuel cell stack 400 are erected on the gas tank 3 with their tip portions facing upward.

各燃料電池セル４は、管状であり、燃料電池セル４の管内を燃料電池セル４の一方の端
部から他方の端部へと流れるガスと、その管外を一方の端部から他方の端部へと流れるガ
スの作用により作動する。本実施形態では、燃料電池セル４の管内を流れるガスは、水素
又は炭化水素燃料等を改質した改質ガス等の燃料ガスであり、燃料電池セル４の管外を流
れるガスは、酸素を含む空気等の酸化剤ガスである。 Each fuel battery cell 4 has a tubular shape, and a gas flowing from one end of the fuel battery cell 4 to the other end inside the pipe of the fuel battery cell 4 and outside the pipe from the one end to the other end. It operates by the action of the gas flowing to the part. In the present embodiment, the gas flowing in the pipe of the fuel battery cell 4 is a fuel gas such as reformed gas obtained by reforming hydrogen or hydrocarbon fuel, and the gas flowing outside the pipe of the fuel battery cell 4 contains oxygen. Contains oxidant gas such as air.

ここで、燃料電池セル４を含む燃料電池セルユニット３０（燃料電池セル部材）につい
て、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、燃料電池セルユニット３０は、燃
料電池セル４によって形成され且つ上下方向に延びる管状構造体であり、円筒形の燃料電
池セル４と、燃料電池セル４の一方の端部４ａに取付けられた内側電極端子４０と、他方
の端部４ｂに取付けられた外側電極端子４２と、を有している。 Here, the fuel cell unit 30 (fuel cell member) including the fuel cells 4 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the fuel cell unit 30 is a tubular structure formed by the fuel cells 4 and extending in the vertical direction, and includes a cylindrical fuel cell 4 and one end of the fuel cell 4. It has an inner electrode terminal 40 attached to 4a and an outer electrode terminal 42 attached to the other end 4b.

燃料電池セル４は、円筒形の内側の電極層４４と、円筒形の外側の電極層４８と、これ
らの電極層４４、４８の間に配置された円筒形の電解質層４６と、内側の電極層４４の内
側に構成される貫通流路５０とを有している。また、燃料電池セル４の一方の端部４ａに
、内側の電極層４４が電解質層４６及び外側の電極層４８に対して露出した内側電極露出
周面４４ａと、電解質層４６が外側の電極層４８に対して露出した電解質露出周面４６ａ
とが設けられている。燃料電池セル４の他方の端部４ｂは、外側の電極層４８が露出した
外側電極露出周面４８ａによって構成されている。貫通流路５０は、燃料ガス流路として
機能する。内側電極露出周面４４ａは、内側の電極層４４と電気的に通じる内側電極外周
面でもある。外側電極露出周面４８ａは、外側の電極層４８と電気的に通じる外側電極外
周面でもある。 The fuel cell 4 includes a cylindrical inner electrode layer 44, a cylindrical outer electrode layer 48, a cylindrical electrolyte layer 46 disposed between the electrode layers 44, 48, and an inner electrode. And a through flow channel 50 configured inside the layer 44. Further, an inner electrode exposed peripheral surface 44a in which the inner electrode layer 44 is exposed to the electrolyte layer 46 and the outer electrode layer 48 at one end 4a of the fuel cell 4, and the electrolyte layer 46 is an outer electrode layer. Electrolyte exposed peripheral surface 46a exposed to 48
And are provided. The other end 4b of the fuel cell 4 is configured by an outer electrode exposed peripheral surface 48a from which the outer electrode layer 48 is exposed. The through channel 50 functions as a fuel gas channel. The inner electrode exposed peripheral surface 44 a is also an inner electrode outer peripheral surface that is in electrical communication with the inner electrode layer 44. The outer electrode exposed peripheral surface 48 a is also an outer electrode outer peripheral surface that is in electrical communication with the outer electrode layer 48.

内側の電極層４４は、例えば、Ｎｉと、ＣａやＹ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少
なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Ｎｉと、希土類元素から選ばれる少な
くとも一種をドープしたセリアとの混合体、Ｎｉと、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから
選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体、の少なくとも一種か
ら形成される。電解質層４６は、例えば、Ｙ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくと
も一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセ
リア、Ｓｒ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なく
とも一種から形成される。外側の電極層４８は、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なく
とも一種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる少な
くとも一種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる少な
くとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される
。この場合、内側の電極層４４が燃料極になり、外側の電極層４８が空気極になる。内側
の電極層４４の厚さは、例えば、１ｍｍであり、電解質層４６の厚さは、例えば、３０μ
ｍであり、外側の電極層４８の厚さは、例えば、３０μｍであり、その外径は、例えば、
１〜１０ｍｍである。 The inner electrode layer 44 includes, for example, a mixture of Ni and zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca, Y, and Sc, ceria doped with at least one selected from Ni and rare earth elements, And a mixture of Ni and lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu. The electrolyte layer 46 includes, for example, zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Y and Sc, ceria doped with at least one selected from rare earth elements, lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr and Mg, Formed from at least one of the following. The outer electrode layer 48 is made of, for example, lanthanum manganite doped with at least one selected from Sr and Ca, lanthanum ferrite doped with at least one selected from Sr, Co, Ni, and Cu, Sr, Fe, Ni, and Cu. It is formed from at least one selected from samarium cobalt and silver doped with at least one selected. In this case, the inner electrode layer 44 becomes a fuel electrode, and the outer electrode layer 48 becomes an air electrode. The thickness of the inner electrode layer 44 is, for example, 1 mm, and the thickness of the electrolyte layer 46 is, for example, 30 μm.
m, and the thickness of the outer electrode layer 48 is, for example, 30 μm, and the outer diameter thereof is, for example,
1-10 mm.

内側電極端子４０は、内側電極露出周面４４ａを全周にわたって外側から覆うように配
置され且つそれと電気的に接続された本体部分４０ａと、本体部分４０ａから燃料電池セ
ル４の長手方向に延びる管状部分４０ｂとを有している。本体部分４０ａ及び管状部分４
０ｂは、円筒形であり且つ同心に配置され、管状部分４０ｂの管径は、本体部分４０ａの
管径よりも細くなっている。管状部分４０ｂは、貫通流路５０と連通し且つ外部と通じる
接続流路４０ｃを有している。本体部分４０ａと管状部分４０ｂとの間の段部４０ｄは、
内側の電極層４４の端面４４ｂと当接している。 The inner electrode terminal 40 is arranged so as to cover the inner electrode exposed peripheral surface 44a from the outside over the entire circumference and is electrically connected to the inner electrode terminal 40a, and a tubular shape extending from the main body portion 40a in the longitudinal direction of the fuel cell 4. Part 40b. Main body portion 40a and tubular portion 4
0b is cylindrical and concentrically arranged, and the tube diameter of the tubular portion 40b is smaller than the tube diameter of the main body portion 40a. The tubular portion 40b has a connection channel 40c that communicates with the through channel 50 and communicates with the outside. A step 40d between the body portion 40a and the tubular portion 40b is
It is in contact with the end face 44 b of the inner electrode layer 44.

外側電極端子４２は、外側電極露出周面４８ａを全周にわたって外側から覆うように配
置され且つそれと電気的に接続された本体部分４２ａと、本体部分４２ａから燃料電池セ
ル４の長手方向に延びる管状部分４２ｂとを有している。本体部分４２ａ及び管状部分４
２ｂは、円筒形であり且つ同心であり、管状部分４２ｂの管径は、本体部分４２ａの管径
よりも細くなっている。管状部分４２ｂは、貫通流路５０と連通し且つ外部と通じる接続
流路４２ｃを有している。本体部分４２ａと管状部分４２ｂとの間の段部４２ｄは、環状
の絶縁部材５２を介して外側の電極層４８、電解質層４６及び内側の電極層４４の端面４
４ｃと当接している。 The outer electrode terminal 42 is disposed so as to cover the outer electrode exposed peripheral surface 48a from the outside over the entire circumference and is electrically connected thereto, and a tubular shape extending from the main body portion 42a in the longitudinal direction of the fuel cell 4. Part 42b. Main body portion 42a and tubular portion 4
2b is cylindrical and concentric, and the tube diameter of the tubular portion 42b is smaller than the tube diameter of the main body portion 42a. The tubular portion 42b has a connection channel 42c that communicates with the through channel 50 and communicates with the outside. The step portion 42d between the main body portion 42a and the tubular portion 42b has an end face 4 of the outer electrode layer 48, the electrolyte layer 46, and the inner electrode layer 44 through an annular insulating member 52.
It is in contact with 4c.

内側電極端子４０の全体形状と外側電極端子４２の全体形状とは同一である。また、内
側電極端子４０と燃料電池セル４、及び、外側電極端子４２と燃料電池セル４とは、その
全周にわたって導電性のシール材５４によってシールされ且つ固定されている。シール材
５４は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロ
ウ材である。 The overall shape of the inner electrode terminal 40 and the overall shape of the outer electrode terminal 42 are the same. Further, the inner electrode terminal 40 and the fuel battery cell 4, and the outer electrode terminal 42 and the fuel battery cell 4 are sealed and fixed by a conductive sealing material 54 over the entire circumference. The sealing material 54 is various brazing materials including, for example, silver, a mixture of silver and glass, gold, nickel, copper, and titanium.

内側電極端子４０の接続流路４０ｃ、燃料電池セル４の貫通流路５０、及び外側電極端
子４２の接続流路４２ｃは、燃料電池セルユニット３０の管内流路３０ｃを構成する。 The connection flow path 40 c of the inner electrode terminal 40, the through flow path 50 of the fuel cell 4, and the connection flow path 42 c of the outer electrode terminal 42 constitute an in-pipe flow path 30 c of the fuel cell unit 30.

続いて、燃料電池セルユニット３０を含む燃料電池セルスタック４００について、図５
を参照しながら説明する。燃料電池セルスタック４００は、１６本の燃料電池セルユニッ
ト３０と、上支持板４００ａと、下支持板４００ｂと、接続部材４００ｃと、外部端子４
００ｄとを備えている。 Subsequently, for the fuel cell stack 400 including the fuel cell unit 30, FIG.
Will be described with reference to FIG. The fuel cell stack 400 includes 16 fuel cell units 30, an upper support plate 400a, a lower support plate 400b, a connection member 400c, and an external terminal 4
00d.

上支持板４００ａ及び下支持板４００ｂは矩形であり、それぞれ、燃料電池セルユニッ
ト３０を２列×８行で支持するように燃料電池セルユニット３０の管状部分４０ｂ、４２
ｂに嵌合する貫通穴（図に明示しない）を有している。上支持板４００ａ及び下支持板４
００ｂは、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成され
ている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア
、チタニアなどを用いることが好ましい。尚、燃料電池セルユニット３０の管状部分４０
ｂ，４２ｂと上支持板４００ａ及び下支持板４００ｂの貫通穴との間には、双方を密着固
定させるための密着固定部材を介在させることも好ましい。密着固定部材は、例えば、ガ
ラス、ロウ材、セラミックスなどが挙げられる。ガラスやロウ材は溶解することで密着固
定することができ、セラミックスは焼結させることで密着固定することができる。 The upper support plate 400a and the lower support plate 400b are rectangular, and the tubular portions 40b, 42 of the fuel cell unit 30 are respectively supported so as to support the fuel cell unit 30 in 2 columns × 8 rows.
It has a through hole (not shown in the figure) that fits into b. Upper support plate 400a and lower support plate 4
00b is made of an electrically insulating material, for example, heat-resistant ceramic. Specifically, it is preferable to use alumina, zirconia, spinel, forsterite, magnesia, titania or the like. The tubular portion 40 of the fuel cell unit 30
It is also preferable that a contact fixing member for closely fixing both of b and 42b and the through holes of the upper support plate 400a and the lower support plate 400b is interposed. Examples of the close contact fixing member include glass, brazing material, and ceramics. Glass and brazing material can be closely fixed by melting, and ceramics can be firmly fixed by sintering.

１６本の燃料電池セルユニット３０は、それらが電気的に直列に接続されるように配列
されている。詳細には、燃料電池セルユニット３０は、隣接した燃料電池セルユニット３
０の内側電極端子４０が交互に上側及び下側に配置されるように配列されている。更に、
１６本の燃料電池セルユニット３０を電気的に直列に接続するための接続部材４００ｃが
設けられている。接続部材４００ｃは、隣接した１つの内側電極端子４０と１つの外側電
極端子４２とを電気的に接続する。直列に接続された１６本の燃料電池セルユニット３０
の両端部の内側電極端子４０及び外側電極端子４２にはそれぞれ、外部と電気的な接続を
行うための外部端子４００ｄが設けられている。接続部材４００ｃ、外部端子４００ｄは
、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンク
ロマイトなどのセラミック材料で形成される。各燃料電池セルスタック４００の外部端子
４００ｄは電気的に直列に接続されていて、その両端には電極棒１３，１４に接続されて
いる。 The 16 fuel cell units 30 are arranged so that they are electrically connected in series. In detail, the fuel cell unit 30 includes the adjacent fuel cell unit 3.
The zero inner electrode terminals 40 are alternately arranged on the upper side and the lower side. Furthermore,
A connection member 400c for electrically connecting the 16 fuel cell units 30 in series is provided. The connection member 400c electrically connects one adjacent inner electrode terminal 40 and one outer electrode terminal 42. Sixteen fuel cell units 30 connected in series
Each of the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42 at both ends is provided with an external terminal 400d for electrical connection with the outside. The connection member 400c and the external terminal 400d are made of, for example, a heat-resistant metal such as stainless steel, a nickel base alloy, or a chromium base alloy, or a ceramic material such as lanthanum chromite. The external terminals 400d of each fuel cell stack 400 are electrically connected in series, and are connected to the electrode rods 13 and 14 at both ends thereof.

図４及び図５を参照しながら説明したように、燃料電池セルスタック４００において、
燃料電池セルユニット３０の内側電極端子４０が設けられている端部４ａと外側電極端子
４２が設けられている端部４ｂとは上下交互になるように配置されている。 As described with reference to FIGS. 4 and 5, in the fuel cell stack 400,
The end portion 4a provided with the inner electrode terminal 40 of the fuel cell unit 30 and the end portion 4b provided with the outer electrode terminal 42 are arranged so as to be alternately arranged in the vertical direction.

また、燃料電池セルスタック４００を構成する上支持板４００ａには、燃料電池セル４
（燃料電池セルユニット３０）において発電反応に寄与しなかった酸化剤ガスとしての空
気を通過させるための穴４００ａｂ（酸化剤ガス導入部）が設けられている。
また本実施形態の燃料電池モジュールでは、保持部材である上支持板４００ａが複数配置されている。具体的には図３に示すように、１０個の上支持板が配置されている。さらに隣り合う上支持板どうしが離間配置され、上支持板の長辺と隣り合う上支持板の長辺との間に離間部1000を形成している。
その離間部1000を図３に図示する。本実施例では離間部1000は9箇所ある。 Further, the upper support plate 400a constituting the fuel cell stack 400 is provided with the fuel cell 4
In (fuel cell unit 30), a hole 400ab (oxidant gas introduction part) for allowing air as an oxidant gas that has not contributed to the power generation reaction to pass therethrough is provided.
In the fuel cell module of the present embodiment, a plurality of upper support plates 400a that are holding members are arranged. Specifically, as shown in FIG. 3, ten upper support plates are arranged. Further, adjacent upper support plates are spaced apart, and a separation portion 1000 is formed between the long side of the upper support plate and the long side of the adjacent upper support plate.
The separation part 1000 is shown in FIG. In this embodiment, there are nine separation portions 1000.

ここで、図１〜３に戻り、燃料電池モジュールＦＣの説明を続ける。本実施形態では、
燃料電池セルスタック４００の上方に位置するように、改質器５が配置されている。改質
器５には、配管６Ｃと配管６Ｄとが繋がれていて、これらの配管６Ｃ及び配管６Ｄによっ
て、改質器５は燃料電池セルスタック４００と所定間隔をおいて上方に位置するように保
持されている。配管６Ｃは、改質器５に被改質ガスとしての都市ガス、空気、及び水蒸気
を供給するための配管であって、仕切り板１５に対して立設されている。配管６Ｄは、改
質器５において改質された燃料ガスをガスタンク３に供給するための配管であって、ガス
タンク３に対して立設されている。 Here, returning to FIGS. 1 to 3, the description of the fuel cell module FC will be continued. In this embodiment,
The reformer 5 is disposed so as to be located above the fuel cell stack 400. A pipe 6C and a pipe 6D are connected to the reformer 5, and the reformer 5 is positioned above the fuel cell stack 400 at a predetermined interval by the pipe 6C and the pipe 6D. Is retained. The pipe 6 </ b> C is a pipe for supplying city gas, air, and water vapor as reformed gas to the reformer 5, and is erected with respect to the partition plate 15. The pipe 6 </ b> D is a pipe for supplying the fuel gas reformed in the reformer 5 to the gas tank 3, and is erected with respect to the gas tank 3.

配管６Ｃを通して改質器５に供給される都市ガス及び空気は、被改質ガス供給管６Ａを
通って燃料電池モジュールＦＣ内に導入される。また、配管６Ｃを通して改質器５に供給
される水蒸気は、水蒸気供給管６Ｂを通って燃料電池モジュールＦＣ内に導入される。被
改質ガス供給管６Ａ及び水蒸気供給管６Ｂは、仕切り板１５を挟んで配管６Ｃとは反対側
に設けられている混合室１５ｃに繋がっている。被改質ガス供給管６Ａから供給される都
市ガス及び空気と、水蒸気供給管６Ｂから供給される水蒸気とは、この混合室１５ｃにお
いて混合され、配管６Ｃへと供給される。 The city gas and air supplied to the reformer 5 through the pipe 6C are introduced into the fuel cell module FC through the reformed gas supply pipe 6A. Further, the steam supplied to the reformer 5 through the pipe 6C is introduced into the fuel cell module FC through the steam supply pipe 6B. The to-be-reformed gas supply pipe 6A and the water vapor supply pipe 6B are connected to a mixing chamber 15c provided on the opposite side of the pipe 6C with the partition plate 15 in between. The city gas and air supplied from the reformed gas supply pipe 6A and the water vapor supplied from the steam supply pipe 6B are mixed in the mixing chamber 15c and supplied to the pipe 6C.

図１〜３には明示しないが本実施形態では、被改質ガス供給管６Ａと水蒸気供給管６Ｂ
とのそれぞれに電磁弁が取り付けられていて、それぞれの電磁弁は制御部としてのＣＰＵ
から出力される指示信号に応じて開閉し、改質器５に供給する被改質ガスと空気との比率
を変更可能なように構成されている。 Although not shown in FIGS. 1 to 3, in this embodiment, the reformed gas supply pipe 6A and the steam supply pipe 6B
Are attached to each, and each solenoid valve is a CPU as a control unit.
The ratio of the gas to be reformed and the air supplied to the reformer 5 can be changed by opening and closing in accordance with an instruction signal output from.

改質器５に導入された被改質ガスとしての都市ガス（水蒸気が混合されている場合もあ
り）及び空気（被改質ガスのみの場合もあり）は、改質器５内に収められている改質触媒
によって改質される。改質された燃料ガスは、配管６Ｄを通ってガスタンク３へと供給さ
れる。改質器５に対して配管６Ｃが繋がっている部分と、改質器５に対して配管６Ｄが繋
がっている部分とは、長手方向において一端近傍と他端近傍とに引き離されている。これ
によって、改質器５に供給された燃料ガス及び空気は改質触媒に十分に触れることが可能
となる。 City gas (which may be mixed with steam) and air (which may be only reformed gas) as reformed gas introduced into the reformer 5 are contained in the reformer 5. The reforming catalyst is reformed. The reformed fuel gas is supplied to the gas tank 3 through the pipe 6D. The portion where the pipe 6C is connected to the reformer 5 and the portion where the pipe 6D is connected to the reformer 5 are separated from each other in the vicinity of one end and the other end in the longitudinal direction. As a result, the fuel gas and air supplied to the reformer 5 can sufficiently touch the reforming catalyst.

改質器５には、改質触媒が封入されている。改質触媒としては、アルミナの球体表面に
ニッケルを付与したもの、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したもの、が適宜用い
られる。これらの改質触媒は球体である。 A reforming catalyst is enclosed in the reformer 5. As the reforming catalyst, a catalyst in which nickel is applied to the surface of the alumina sphere and a catalyst in which ruthenium is applied to the surface of the alumina sphere are appropriately used. These reforming catalysts are spheres.

本実施形態では、改質器５及び各燃料電池セルスタック４００を覆うように、流路部材
７が設けられている。流路部材７は、空気流路外壁７１，７２と、空気分配室７３と、空
気集約室７４，７５と、空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ（酸化剤ガス流路部
材）と、外壁７８，７９を有している。流路部材７は、長手方向に空気流路外壁７１，７
２が、短手方向に外壁７８，７９が、それぞれ配置され、それらの部材によって箱状とな
るように形成されている。流路部材７は、改質器５及び各燃料電池セルスタック４００を
覆うように、仕切り板１５に立設されている。続く説明では、流路部材７の仕切り板１５
に当接する側を下方とし、その下方と反対側を上方として説明する。 In the present embodiment, the flow path member 7 is provided so as to cover the reformer 5 and each fuel cell stack 400. The flow path member 7 includes air flow path outer walls 71 and 72, an air distribution chamber 73, air collection chambers 74 and 75, air flow path pipes 76a, 76b, 77a, and 77b (oxidant gas flow path members), The outer walls 78 and 79 are provided. The flow path member 7 has air flow outer walls 71 and 7 in the longitudinal direction.
2, outer walls 78 and 79 are respectively arranged in the short direction and are formed in a box shape by these members. The flow path member 7 is erected on the partition plate 15 so as to cover the reformer 5 and each fuel cell stack 400. In the following description, the partition plate 15 of the flow path member 7 is used.
It is assumed that the side that contacts the lower side is the lower side, and the side opposite to the lower side is the upper side.

空気分配室７３は、外壁７９の外側上方に取り付けられている。すなわち、空気分配室
７３は、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形成される箱状体の外側且
つ短手側の上方に取り付けられている。空気分配室７３には、空気供給管７Ａ（酸化剤ガ
ス供給管）が繋がれており、酸化剤ガスとしての空気が供給される。空気分配室７３には
、空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂも繋がれている。 The air distribution chamber 73 is attached to the upper outside of the outer wall 79. That is, the air distribution chamber 73 is attached to the outside of the box-shaped body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 and above the short side. An air supply pipe 7A (oxidant gas supply pipe) is connected to the air distribution chamber 73, and air as an oxidant gas is supplied. Air flow passages 76a, 76b, 77a, 77b are also connected to the air distribution chamber 73.

空気流路管７６ａ，７６ｂは、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形
成される箱状体の内側且つ長手側の上方に、空気流路外壁７１に沿うように配置されてい
る。空気流路管７６ａは、空気流路外壁７１側に、空気流路管７６ｂは、空気流路管７６
ａよりも内側に、それぞれ配置されている。空気流路管７６ａ，７６ｂの一端は外壁７９
を貫通して空気分配室７３に繋がれており、他端は空気集約室７４に繋がれている。従っ
て、空気分配室７３に流入した空気は、空気流路管７６ａ，７６ｂを通り、空気集約室７
４へと流れ込んで再合流する。 The air flow path pipes 76a and 76b are arranged along the air flow path outer wall 71 on the inner side of the box-shaped body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 and above the longitudinal side. Yes. The air channel tube 76a is on the air channel outer wall 71 side, and the air channel tube 76b is on the air channel tube 76.
They are arranged inside a. One end of each of the air passage pipes 76a and 76b is an outer wall 79.
And the other end is connected to the air collecting chamber 74. Accordingly, the air flowing into the air distribution chamber 73 passes through the air flow path pipes 76a and 76b and passes through the air collecting chamber 7.
Flows into 4 and rejoins.

空気流路管７７ａ，７７ｂは、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形
成される箱状体の内側且つ長手側の上方に、空気流路外壁７２に沿うように配置されてい
る。空気流路管７７ａは、空気流路外壁７２側に、空気流路管７７ｂは、空気流路管７７
ａよりも内側に、それぞれ配置されている。空気流路管７７ａ，７７ｂの一端は外壁７９
を貫通して空気分配室７３に繋がれており、他端は空気集約室７５に繋がれている。従っ
て、空気分配室７３に流入した空気は、空気流路管７７ａ，７７ｂを通り、空気集約室７
５へと流れ込んで再合流する。 The air flow path pipes 77a and 77b are arranged along the air flow path outer wall 72 on the inner side and the upper side of the box-shaped body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79. Yes. The air channel tube 77a is on the air channel outer wall 72 side, and the air channel tube 77b is on the air channel tube 77.
They are arranged inside a. One end of each of the air passage pipes 77a and 77b is an outer wall 79.
And the other end is connected to the air collecting chamber 75. Therefore, the air flowing into the air distribution chamber 73 passes through the air flow path pipes 77a and 77b and passes through the air collecting chamber 7.
Flows into 5 and rejoins.

空気集約室７４，７５は、外壁７８の内側上方に取り付けられている。すなわち、空気
集約室７４，７５は、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形成される箱
状体の内側且つ短手側の上方に取り付けられている。空気集約室７４は空気流路外壁７１
と密着するように配置されており、空気集約室７４に流れ込んだ空気は空気流路外壁７１
へと流れ出すように構成されている。一方、空気集約室７５は空気流路外壁７２と密着す
るように配置されており、空気集約室７５に流れ込んだ空気は空気流路外壁７２へと流れ
出すように構成されている。 The air collecting chambers 74 and 75 are attached to the upper inside of the outer wall 78. That is, the air collecting chambers 74 and 75 are attached to the inside of the box-like body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 and above the short side. The air collecting chamber 74 has an air flow path outer wall 71.
The air that has flowed into the air collecting chamber 74 is placed in close contact with the air flow passage outer wall 71.
It is configured to flow out. On the other hand, the air collecting chamber 75 is disposed so as to be in close contact with the air flow path outer wall 72, and the air flowing into the air collecting chamber 75 is configured to flow out to the air flow path outer wall 72.

空気流路外壁７１，７２は、それぞれが二重壁構造となっていて、それぞれの内部を空
気が流れることができるように構成されている。より具体的には、空気流路外壁７１は、
上方から三室に分割された構造となっており、上方から順に、第一室７１１、第二室７１
２、第三室７１３として形成されている。空気集約室７４から流れ込んだ空気は、第一室
７１１に流れ込んだ後、第二室７１２に流れ込み、その後第三室７１３に流れ込む。同様
に、空気流路外壁７２も、上方から三室に分割された構造となっており、上方から順に、
第一室７２１、第二室７２２、第三室７２３として形成されている。空気集約室７５から
流れ込んだ空気は、第一室７２１に流れ込んだ後、第二室７２２に流れ込み、その後第三
室７２３に流れ込む。 Each of the air flow path outer walls 71 and 72 has a double wall structure, and is configured so that air can flow through each of them. More specifically, the air flow path outer wall 71 is:
The structure is divided into three chambers from above, and in order from the top, the first chamber 711 and the second chamber 71.
2, formed as a third chamber 713. The air that flows from the air collecting chamber 74 flows into the first chamber 711, then flows into the second chamber 712, and then flows into the third chamber 713. Similarly, the air flow path outer wall 72 has a structure that is divided into three chambers from above.
The first chamber 721, the second chamber 722, and the third chamber 723 are formed. The air flowing from the air collecting chamber 75 flows into the first chamber 721, then flows into the second chamber 722, and then flows into the third chamber 723.

第三室７１３，７２３にはそれぞれ、所定間隔をおいて複数の空気流入孔７１３ａ，７
２３ａが形成されている。空気流入孔７１３ａ，７２３ａは、燃料電池セルスタック４０
０が連設されている方向に、燃料電池セル４に対する上下方向の位置が略同一となるよう
に、複数個形成されている。 Each of the third chambers 713 and 723 has a plurality of air inflow holes 713a and 713 at predetermined intervals.
23a is formed. The air inflow holes 713a and 723a are formed in the fuel cell stack 40.
A plurality is formed so that the vertical positions with respect to the fuel cells 4 are substantially the same in the direction in which 0 is continuously provided.

空気流路外壁７１，７２に流れ込んだ空気は、空気流入孔７１３ａ，７２３ａを通って
発電室１６内の燃料電池セル４近傍へと流れ込むように構成されている。空気流入孔７１
３ａ，７２３ａを通って流れ込んだ空気は、燃料電池セル４の外側を通って各燃料電池セ
ル４の下方から上方へと流れる。各燃料電池セル４の上方に至った空気は、各燃料電池セ
ル４の管内流路を通った燃料ガスと合わせて燃焼される。 The air flowing into the air flow path outer walls 71 and 72 is configured to flow into the vicinity of the fuel cell 4 in the power generation chamber 16 through the air inflow holes 713a and 723a. Air inflow hole 71
The air flowing in through 3a and 723a flows from the lower side to the upper side of each fuel cell 4 through the outside of the fuel cell 4. The air that reaches the upper side of each fuel battery cell 4 is burned together with the fuel gas that has passed through the pipe flow path of each fuel battery cell 4.

各燃料電池セルスタック４００の上方は、空気と燃料ガスとが混合して燃焼する燃焼部
１８となっている。燃料ガスは、ガスタンク３から、燃料電池セルユニット３０の管内流
路３０ｃを通り、燃焼部１８に向けて上昇する。また、燃料電池セル４の外側を流れる空
気も、燃焼部１８に向けて上昇し、上述した上支持板４００ａに設けられた穴４００ａｂ
を通って燃焼部１８に至る。空気流路外壁７２の燃焼部１８に対応する部分には点火装置
挿入穴７２４が設けられ、燃焼ガスと空気との燃焼を開始させるための点火装置（図示し
ない）が点火装置挿入穴７２４から燃焼部１８に突出されている。この点火装置により燃
料ガスと空気とが混合して燃焼する。燃料電池セルスタック４００を構成する燃料電池セ
ル４は、燃焼部１８によって上方から加熱される。また、空気流入孔７１３ａ，７２３ａ
を通って流れ込む空気も、上述したように空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ、
空気流路外壁７１，７２を通る間に、燃焼部１８における燃焼によって加熱される。 Above each fuel cell stack 400 is a combustion section 18 in which air and fuel gas are mixed and burned. The fuel gas rises from the gas tank 3 through the in-pipe flow path 30 c of the fuel cell unit 30 toward the combustion unit 18. In addition, the air flowing outside the fuel cell 4 also rises toward the combustion unit 18, and the hole 400ab provided in the upper support plate 400a described above.
Through to the combustion section 18. An ignition device insertion hole 724 is provided in a portion of the air flow path outer wall 72 corresponding to the combustion portion 18, and an ignition device (not shown) for starting combustion of combustion gas and air is burned from the ignition device insertion hole 724. Projected to the portion 18. The ignition device mixes and burns fuel gas and air. The fuel cells 4 constituting the fuel cell stack 400 are heated from above by the combustion unit 18. Air inflow holes 713a and 723a
The air flowing in through the air flow pipes 76a, 76b, 77a, 77b as described above
While passing through the air flow path outer walls 71 and 72, it is heated by the combustion in the combustion section 18.

ここで、燃料電池セル４近傍のガスの流れについて、図６を参照しながら説明する。図
６は、燃料電池セル４及び燃料電池セル４を含む燃料電池セルユニット３０近傍を模式的
に示した図である。図６においては、各部材を簡略的に示しているため、既に参照した図
面とは形状が異なっている場合もある。図６に示すように、ガスタンク３には、下支持板
４００ｂを介して燃料電池セルユニット３０が立設されている。下支持板４００ｂと各燃
料電池セルユニット３０の内側電極端子４０（又は外側電極端子４２）との間には集電部
材としての接続部材４００ｃ又は外部端子４００ｄが配置されている。ガスタンク３に流
れ込んだ燃料ガスは、各燃料電池セル４内の貫通流路（図６においては明示しない）に流
れ込み、上方へと流れていく。 Here, the gas flow in the vicinity of the fuel battery cell 4 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing the vicinity of the fuel cell unit 30 including the fuel cell 4 and the fuel cell 4. In FIG. 6, since each member is shown in a simplified manner, the shape may be different from that of the already referred drawings. As shown in FIG. 6, the fuel cell unit 30 is erected in the gas tank 3 via the lower support plate 400b. Between the lower support plate 400b and the inner electrode terminal 40 (or outer electrode terminal 42) of each fuel cell unit 30, a connection member 400c or an external terminal 400d as a current collecting member is disposed. The fuel gas that has flowed into the gas tank 3 flows into the through flow passages (not explicitly shown in FIG. 6) in each fuel cell 4 and flows upward.

核燃料電池セルユニット３０に跨るように、上支持板４００ａが戴置されている。上支
持板４００ａと各燃料電池セルユニット３０の内側電極端子４０（又は外側電極端子４２
）との間には集電部材としての接続部材４００ｃが配置されている。図６に示すように、
燃料電池セルユニット３０の他端側である上端側が保持部材としての上支持板４００ａを
貫通し、その貫通部分において複数の燃料電池セルユニット３０それぞれは上支持板４０
００ａに対して嵌合されることで密着固定されている。上述したように燃料ガスは燃料電
池セル４内の貫通流路に流れ込んで上支持板４００ａ側へと流れて行き、各燃料電池セル
ユニット３０の内側電極端子４０（又は外側電極端子４２）の先端部分から発電反応に寄
与しなかった燃料ガスが排出される。一方、酸化剤ガスとしての空気は、各燃料電池セル
ユニット３０の外側を下方から上方へと流れて行き、発電反応に寄与しなかった空気は、
穴４００ａｂから排出される。穴４００ａｂは、隣接する燃料電池セルユニット３０の間
に設けられ、上支持板４００ａの主面（ガスタンク３に向かう面）から、裏面（ガスタン
ク３に向かう面とは反対側の面）へと貫通しているので、空気は各燃料電池セルユニット
３０の内側電極端子４０（又は外側電極端子４２）の先端部分近傍へと吹き出され、良好
な燃焼が行われる。 An upper support plate 400 a is placed so as to straddle the nuclear fuel cell unit 30. The upper support plate 400a and the inner electrode terminal 40 (or the outer electrode terminal 42) of each fuel cell unit 30.
) Is a connecting member 400c as a current collecting member. As shown in FIG.
The upper end side which is the other end side of the fuel cell unit 30 penetrates the upper support plate 400a as a holding member, and each of the plurality of fuel cell units 30 is the upper support plate 40 in the penetration portion.
It is closely fixed by being fitted to 00a. As described above, the fuel gas flows into the through flow path in the fuel cell 4 and flows toward the upper support plate 400a, and the tip of the inner electrode terminal 40 (or outer electrode terminal 42) of each fuel cell unit 30. The fuel gas that did not contribute to the power generation reaction is discharged from the portion. On the other hand, the air as the oxidant gas flows from the lower side to the upper side of each fuel cell unit 30, and the air that has not contributed to the power generation reaction is
It is discharged from the hole 400ab. The hole 400ab is provided between the adjacent fuel cell units 30, and penetrates from the main surface (surface facing the gas tank 3) of the upper support plate 400a to the back surface (surface opposite to the surface facing the gas tank 3). Therefore, the air is blown out to the vicinity of the tip portion of the inner electrode terminal 40 (or outer electrode terminal 42) of each fuel cell unit 30, and good combustion is performed.

上述した例では、燃料電池セル４を含む燃料電池セルユニット３０は、燃料電池セル４
の一端に内側電極端子４０を、他端に外側電極端子４２を取り付ける態様を採用している
。電気接続の都合から、各燃料電池セルユニット３０は内側電極端子４０が取り付けられ
ている側と、外側電極端子４２が取り付けられている側とが交互になるように配置されて
いる。しかしながら、燃料電池セル４を含む燃料電池セルユニット３０の形成態様は上述
したものに限られない。例えば、内側電極端子４０及び外側電極端子４２のようなキャッ
プ形状の端子ではなく、燃料電池セル４の一方に電極端子を一対設け、一方を外側電極と
して、他方を内側電極とする態様も採用可能である。この場合、図７に示すように、燃料
電池セル４を含む燃料電池セルユニット３０ａの上側の端部には電極等が取り付けられて
いないため、上支持板４００ａに対して、燃料電池セル４が直接当接して取り付けられて
いる。この場合であっても、上述したような燃料ガス及び空気の流れには何ら変わるとこ
ろがなく、燃料電池セル４の外側を流れる酸化剤ガスとしての空気は、穴４００ａｂを通
って燃料電池セル４の先端部分に近傍へと吹き出され、良好な燃焼が行われる。 In the above-described example, the fuel cell unit 30 including the fuel cell 4 is the fuel cell 4.
In this embodiment, the inner electrode terminal 40 is attached to one end and the outer electrode terminal 42 is attached to the other end. For convenience of electrical connection, each fuel cell unit 30 is arranged so that the side on which the inner electrode terminal 40 is attached and the side on which the outer electrode terminal 42 is attached are alternated. However, the formation mode of the fuel cell unit 30 including the fuel cell 4 is not limited to that described above. For example, instead of cap-shaped terminals such as the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42, a mode in which a pair of electrode terminals are provided on one side of the fuel cell 4, one as the outer electrode and the other as the inner electrode can be employed. It is. In this case, as shown in FIG. 7, since no electrode or the like is attached to the upper end portion of the fuel cell unit 30a including the fuel cell 4, the fuel cell 4 is attached to the upper support plate 400a. It is attached in direct contact. Even in this case, there is no change in the flow of the fuel gas and air as described above, and the air as the oxidant gas that flows outside the fuel cell 4 passes through the hole 400ab and flows into the fuel cell 4. Blowing out to the vicinity of the tip portion, good combustion is performed.

上述した実施形態では、燃料電池セルユニット３０を２列×８行で支持するように、上
支持板４００ａ及び下支持板４００ｂをそれぞれ分割する形態で実施した。 In the embodiment described above, the upper support plate 400a and the lower support plate 400b are each divided so as to support the fuel cell unit 30 in 2 columns × 8 rows.

図１、２で示すように本実施例では空気流路外壁７１、７２および外壁７８、７９が酸化剤ガス拡散防止壁として作用する。具体的には酸化剤ガス拡散防止壁である空気流路外壁７１、７２、外壁７８、７９が燃料電池セル４に隣接して配置されている。
すると、酸化剤ガス拡散防止壁のセル側では、セルの下方に向けて供給された酸化剤ガスである空気が酸化剤ガス拡散防止壁よりも外側へ行くことができず、燃料電池セル４へ向かう。
ここで本実施例ではさらに保持部材としての上支持板は、複数備えられ、それぞれの保持部材は、前記複数の燃料電池セル部材において発電反応に寄与しなかった残余の酸化剤ガスが通過可能なように隣の上支持板と離間配置されている。例えば図３での離間部1000で示される。
よって上支持板間の離間部に酸化剤ガスが移動すここととなる。すなわち言い換えると上支持板の下側のセルに沿って酸化剤ガスである空気が移動することとなり、セルに対して十分に空気が接触することとなり、発電性能が良好となる。
さらに一般にセルの下方から酸化剤ガスが供給される場合、セルの上部に酸化剤ガスが供給されにくくなる不具合を生ずるが、本実施例ではセルの上方に配置される上支持板が隣り合う上支持板との間に離間部を有している。
よって酸化剤ガスはその離間部に向かって供給されることとなり、その下方に位置する燃料電池セルの上方側に十分に酸化剤ガスが与えられ易くなる。 As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 function as an oxidant gas diffusion preventing wall. Specifically, air flow channel outer walls 71 and 72 and outer walls 78 and 79 which are oxidant gas diffusion preventing walls are disposed adjacent to the fuel cell 4.
Then, on the cell side of the oxidant gas diffusion prevention wall, the air, which is the oxidant gas supplied toward the lower side of the cell, cannot go outside of the oxidant gas diffusion prevention wall, and is directed to the fuel cell 4. Head.
Here, in this embodiment, a plurality of upper support plates as holding members are provided, and each holding member can pass the remaining oxidant gas that did not contribute to the power generation reaction in the plurality of fuel cell members. In this way, it is spaced apart from the adjacent upper support plate. For example, the separation portion 1000 in FIG.
Therefore, the oxidant gas moves to the space between the upper support plates. That is, in other words, air as the oxidant gas moves along the cell below the upper support plate, and the air comes into sufficient contact with the cell, so that the power generation performance is improved.
Furthermore, in general, when oxidant gas is supplied from below the cell, there is a problem that the oxidant gas is difficult to be supplied to the upper part of the cell. A spacing portion is provided between the support plate and the support plate.
Therefore, the oxidant gas is supplied toward the separated portion, and the oxidant gas is sufficiently supplied to the upper side of the fuel cell located below the oxidant gas.

なお本実施例では酸化剤ガス拡散防止壁として空気流路外壁７１、７２および外壁７８、７９がある場合を説明したが、空気が供給される側、あるいは長手側である空気流路外壁７１、７２のみを酸化剤ガス拡散防止壁として配置させた場合であっても、十分に機能する。
なお酸化剤ガス拡散防止壁はカバー部材とセルとの間に位置している。 In the present embodiment, the case where there are the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 as the oxidant gas diffusion preventing wall has been described, but the air flow path outer wall 71 on the air supply side or the longitudinal side, Even when only 72 is arranged as an oxidant gas diffusion prevention wall, it functions sufficiently.
The oxidant gas diffusion prevention wall is located between the cover member and the cell.

さらに本実施例では上支持板自体にも酸化剤ガスの通り道として機能する酸化剤ガス導入部を備えており、よりセルに接触しながら上方へ酸化剤ガスが移動するようになっている。   Further, in the present embodiment, the upper support plate itself is also provided with an oxidant gas introduction portion that functions as a passage for the oxidant gas, and the oxidant gas moves upward while contacting the cell.

カバー部材を外して示す燃料電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the fuel cell module which removes and shows a cover member. 図１に示す燃料電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell module shown in FIG. 図１に示す燃料電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell module shown in FIG. 燃料電池セルユニットを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel cell unit. 燃料電池セルスタックを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel cell stack. 燃料電池セル近傍のガスの流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the gas of a fuel battery cell vicinity. 燃料電池セルユニットの支持態様の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the support mode of a fuel cell unit.

符号の説明Explanation of symbols

２：ベース部材
２ａ：穴
３：ガスタンク
４：燃料電池セル
４ａ：端部
４ｂ：端部
５：改質器
６Ａ：被改質ガス供給管
６Ｂ：水蒸気供給管
６Ｃ：配管
６Ｄ：配管
７：流路部材
７Ａ：空気供給管
１３，１４：電極棒
１５：板
１５ａ：支持部材
１５ｂ：隙間
１５ｃ：混合室
１６：発電室
１７：排気ガス室
１８：燃焼部
３０：燃料電池セルユニット
３０ｃ：管内流路
４０：内側電極端子
４０ａ：本体部分
４０ｂ：管状部分
４０ｃ：接続流路
４０ｄ：段部
４２：外側電極端子
４２ａ：本体部分
４２ｂ：管状部分
４２ｃ：接続流路
４２ｄ：段部
４４：電極層
４４ａ：内側電極露出周面
４４ｂ：端面
４４ｃ：端面
４６：電解質層
４６ａ：電解質露出周面
４８：電極層
４８ａ：外側電極露出周面
５０：貫通流路
５２：絶縁部材
５４：シール材
７１：空気流路外壁
７２：空気流路外壁
７３：空気分配室
７４：空気集約室
７５：空気集約室
７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ：空気流路管
７６ａａ，７６ｂａ，７７ａａ，７７ｂａ：下面
７８：外壁
７９：外壁
８０，８１：移行板
８２，８３：移行ブロック
８４：移行板
４００：燃料電池セルスタック
４００ａ：上支持板
４００ｂ：下支持板
４００ｃ：接続部材
４００ｄ：外部端子
７１１：第一室
７１２：第二室
７１３：第三室
７１３ａ，７２３ａ：空気流入孔
７２１：第一室
７２２：第二室
７２３：第三室
７２４：点火装置挿入穴
ＦＣ：燃料電池モジュール 2: Base member 2a: Hole 3: Gas tank 4: Fuel cell 4a: End 4b: End 5: Reformer 6A: Reformed gas supply pipe 6B: Steam supply pipe 6C: Pipe 6D: Pipe 7: Flow Road member 7A: Air supply pipe 13, 14: Electrode rod 15: Plate 15a: Support member 15b: Gap 15c: Mixing chamber 16: Power generation chamber 17: Exhaust gas chamber 18: Combustion section 30: Fuel cell unit 30c: In-pipe flow Path 40: Inner electrode terminal 40a: Main body portion 40b: Tubular portion 40c: Connection flow path 40d: Step portion 42: Outer electrode terminal 42a: Main body portion 42b: Tubular portion 42c: Connection flow passage 42d: Step portion 44: Electrode layer 44a : Inner electrode exposed peripheral surface 44b: End surface 44c: End surface 46: Electrolyte layer 46a: Electrolyte exposed peripheral surface 48: Electrode layer 48a: Outer electrode exposed peripheral surface 50: Through channel 52: Insulating member 5 4: Sealing material 71: Air flow path outer wall 72: Air flow path outer wall 73: Air distribution chamber 74: Air collection chamber 75: Air collection chamber 76a, 76b, 77a, 77b: Air flow passage pipes 76aa, 76ba, 77aa, 77ba : Bottom surface 78: outer wall 79: outer wall 80, 81: transition plate 82, 83: transition block 84: transition plate 400: fuel cell stack 400a: upper support plate 400b: lower support plate 400c: connecting member 400d: external terminal 711: First chamber 712: Second chamber 713: Third chamber 713a, 723a: Air inflow hole 721: First chamber 722: Second chamber 723: Third chamber 724: Ignition device insertion hole FC: Fuel cell module

Claims (3)

燃料ガスが内部通路の一端側から他端側へと流れ、酸化剤ガスが外部の一端側から他端
側へと流れることによって作動する燃料電池セルを含む複数の燃料電池セル部材と、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの内部通路に連通され、前記それぞれの内部通路
に対して燃料ガスを供給するガスタンクと、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの他端側を保持する板状の複数の保持部材と、を備える
燃料電池モジュールであって、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの一端側が前記ガスタンクに対して保持されて、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれが前記ガスタンクに対して立設され、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれの前記内部通路を通った燃料ガスが、前記複数の
燃料電池セル部材それぞれの他端側から前記保持部材を通過可能なように、前記複数の燃
料電池セル部材それぞれの他端側が前記保持部材に対して密着固定され、
前記複数のそれぞれの保持部材は、前記複数の燃料電池セル部材において発電反応に寄与しなかった残余の酸化剤ガスが通過可能なように離間配置されるとともに、
前記複数の燃料電池セル部材に隣接される酸化剤ガス拡散防止壁と、
を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。 A plurality of fuel cell members including fuel cells that operate when fuel gas flows from one end side to the other end side of the internal passage and oxidant gas flows from one end side to the other end side of the outside;
A gas tank communicating with the internal passages of each of the plurality of fuel cell members and supplying fuel gas to the respective internal passages;
A plurality of plate-like holding members that hold the other end sides of each of the plurality of fuel battery cell members, and a fuel cell module comprising:
One end side of each of the plurality of fuel battery cell members is held against the gas tank,
Each of the plurality of fuel battery cell members is erected with respect to the gas tank;
Each of the plurality of fuel cell members so that the fuel gas that has passed through the internal passage of each of the plurality of fuel cell members can pass through the holding member from the other end side of each of the plurality of fuel cell members. The other end side of is closely fixed to the holding member,
The plurality of holding members are spaced apart so that the remaining oxidant gas that did not contribute to the power generation reaction in the plurality of fuel battery cell members can pass therethrough,
An oxidant gas diffusion prevention wall adjacent to the plurality of fuel battery cell members;
A fuel cell module comprising: 前記複数の燃料電池セル部材それぞれの他端側が前記複数のそれぞれの保持部材を貫通していることを特徴とする請求項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 other end side of each of the plurality of fuel battery cell members penetrates the plurality of holding members. 前記複数のそれぞれの保持部材には前記複数の燃料電池セル部材それぞれが貫通する複数の貫通穴が形成されており、
前記複数の燃料電池セル部材それぞれは、前記複数の貫通穴それぞれに対して直接密着
して固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池モジュール。 Each of the plurality of holding members is formed with a plurality of through holes through which each of the plurality of fuel cell members penetrates.
3. The fuel cell module according to claim 1, wherein each of the plurality of fuel battery cell members is fixed in close contact with each of the plurality of through holes.
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