JP2014011038A - Cell stack device and fuel battery module and fuel battery device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数個の燃料電池セルを配列してなるセルスタックを含むセルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a cell stack device including a cell stack formed by arranging a plurality of fuel cells, a fuel cell module, and a fuel cell device.
近年、次世代エネルギーとして、セルスタック(装置)を収納容器に収納してなる燃料電池装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, a fuel cell device in which a cell stack (device) is stored in a storage container has been proposed as next-generation energy (see, for example, Patent Document 1).
セルスタックは、燃料ガス(水素ガス)と酸素含有ガス(通常、空気である)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルの複数個を配列して構成されている。 The cell stack is configured by arranging a plurality of fuel cells that can obtain electric power using a fuel gas (hydrogen gas) and an oxygen-containing gas (usually air).
このような燃料電池装置においては、中空平板状の複数個の燃料電池セルを集電部材を介して立設させた状態で配列するとともに、その配列方向の両端部に端部集電部材を介して燃料電池セルと平行となるように細長平板状の導電性の支持部材を配置してセルスタックが構成されており、複数のセルスタックの支持部材には、外側に延びるようにそれぞれ電流引出部材が設けられている。 In such a fuel cell device, a plurality of hollow flat plate fuel cells are arranged in a standing state via current collectors, and end current collectors are arranged at both ends in the arrangement direction. The cell stack is configured by disposing an elongated flat plate-like conductive support member so as to be parallel to the fuel cell, and each of the support members of the plurality of cell stacks has a current extraction member extending outward. Is provided.
そして、隣接するセルスタックが直列接続となるようにセルスタックの一方の支持部材の電流引出部材同士が連結部材で接続され、この状態で燃料電池セルに燃料ガス等を供給するためのガスタンクに固定されてセルスタック装置が構成され、このセルスタック装置が収納容器内に収納されて燃料電池モジュールが構成されている。 The current drawing members of one support member of the cell stack are connected by a connecting member so that adjacent cell stacks are connected in series, and fixed in a gas tank for supplying fuel gas or the like to the fuel cell in this state Thus, a cell stack device is configured, and this cell stack device is stored in a storage container to form a fuel cell module.
連結部材で連結される電流引出部材は、燃料電池セルの配列方向と直交する方向における支持部材の中央、言い換えれば、支持部材の幅方向中央に位置するように設けられている。 The current drawing member connected by the connecting member is provided so as to be located at the center of the support member in the direction orthogonal to the arrangement direction of the fuel cells, in other words, at the center in the width direction of the support member.
しかしながら、セルスタックで発電される電圧は、特に、固体酸化物形燃料電池(SOFC)では高いため、電流引出部材と連結部材とはずれ等が生じないようにしっかりと固定されており、従来のように、電流引出部材が、支持部材の幅方向中央に位置するように設けられていた場合には、発電時に、連結部材が高温に晒され熱膨張することにより、電流引出部材を介して支持部材に大きな曲げ応力が常時発生しており、セルスタックと支持部材との間の電気的な接続が経時的に低下するおそれがあった。 However, since the voltage generated by the cell stack is particularly high in the solid oxide fuel cell (SOFC), it is firmly fixed so that the current extraction member and the connecting member do not come off. In addition, when the current extraction member is provided so as to be positioned at the center in the width direction of the support member, the connection member is exposed to a high temperature and thermally expanded during power generation, whereby the support member is interposed via the current extraction member. In this case, a large bending stress is constantly generated, and there is a possibility that the electrical connection between the cell stack and the support member may deteriorate over time.
すなわち、セルスタックの下端部がガスタンクに固定されていたため、電流引出部材の配置位置が、支持部材の幅方向中央よりも外側にいくほど、セルスタックの下端部がガスタンクに固定された状態で、該固定部よりも上部が、連結部材の熱膨張に伴って電流引出部材により押され、固定部に対して曲げる(捩る)ような応力が発生し易く、セルスタックと支持部材とが剥離し易くなり、セルスタックと支持部材との電気的な接続が経時的に低下するおそれがあった。 That is, since the lower end portion of the cell stack is fixed to the gas tank, the lower the end portion of the cell stack is fixed to the gas tank as the arrangement position of the current extraction member goes outside the center in the width direction of the support member, The upper part of the fixed part is pushed by the current drawing member with the thermal expansion of the connecting member, and stress that tends to bend (twist) with respect to the fixed part is easily generated, and the cell stack and the support member are easily separated. As a result, the electrical connection between the cell stack and the support member may decrease over time.
本発明は、支持部材に生じる応力を低減できるセルスタック装置および燃料電池モジュ
ールならびに燃料電池装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a cell stack device, a fuel cell module, and a fuel cell device that can reduce stress generated in a support member.
本発明のセルスタック装置は、長さ方向にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル同士を電気的に接続してなるとともに、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に所定間隔をおいて複数並置されたセルスタックと、該セルスタックの下端部が固定されるとともに、前記燃料電池セルのガス流路に反応ガスを供給するためのガスタンクと、下端部が前記ガスタンクに固定されるとともに、前記燃料電池セルの配列方向における両端部から前記セルスタックを挟持するように配置され前記燃料電池セルと反対側に延びるようにそれぞれ設けられた電流引出部材を備える一対の支持部材と、隣接する前記セルスタックに電流が直列に流れるように前記電流引出部材同士を連結する連結部材とを具備するとともに、前記連結部材で連結された前記電流引出部材は、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向における前記支持部材の中央よりも前記隣接するセルスタック側に位置するように、前記支持部材に設けられていることを特徴とする。 The cell stack device of the present invention is arranged in a state where a plurality of columnar fuel cells having gas flow paths in the length direction are erected, and electrically connecting adjacent fuel cells, A plurality of cell stacks juxtaposed at predetermined intervals in a direction orthogonal to the arrangement direction of the fuel cells, and a lower end of the cell stack are fixed, and a reaction gas is supplied to a gas flow path of the fuel cells A gas tank and a lower end of the gas tank are fixed to the gas tank, and are arranged so as to sandwich the cell stack from both ends in the arrangement direction of the fuel cells, and extend to the opposite side of the fuel cells. A pair of support members each provided with a current extraction member provided, and a connecting portion for connecting the current extraction members so that current flows in series in the adjacent cell stack And the current drawing member connected by the connecting member is positioned closer to the adjacent cell stack than the center of the support member in the direction orthogonal to the arrangement direction of the fuel cells. It is provided on the support member.
本発明の燃料電池モジュールは、上記のセルスタック装置を、収納容器内に収納してなることを特徴とする。 The fuel cell module of the present invention is characterized in that the cell stack device is stored in a storage container.
本発明の燃料電池装置は、上記の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とする。 A fuel cell device according to the present invention is characterized in that the fuel cell module described above and an auxiliary machine for operating the fuel cell module are housed in an outer case.
本発明のセルスタック装置によれば、連結部材で連結される電流引出部材は、燃料電池セルの配列方向と直交する方向における支持部材の中央よりも隣接するセルスタック側に位置して設けられているため、発電時に連結部材が熱膨張等したとしても、電流引出部材を介して支持部材に発生する応力を低減でき、セルスタックと支持部材との間の電気的な接続を長期間維持できる。これにより、長期信頼性を向上した燃料電池モジュール、燃料電池装置を提供できる。 According to the cell stack device of the present invention, the current extraction member connected by the connecting member is provided to be positioned closer to the cell stack side than the center of the support member in the direction orthogonal to the arrangement direction of the fuel cells. Therefore, even if the connecting member undergoes thermal expansion during power generation, the stress generated in the support member via the current extraction member can be reduced, and the electrical connection between the cell stack and the support member can be maintained for a long period of time. Thereby, a fuel cell module and a fuel cell device with improved long-term reliability can be provided.
図1は、本形態のセルスタック装置1の一例を示したものであり、(a)はセルスタック装置1を概略的に示す側面図、(b)は(a)のセルスタック装置1の一部拡大断面図であり、(a)で示した破線で囲った部分を抜粋して示している。また、同一の部材については同一の番号を付すものとし、以下同様とする。なお、(b)において(a)で示した破線で囲った部分の対応する部分を明確とするため矢印にて示している。
1A and 1B show an example of a
ここで、セルスタック装置1は、一対の対向する平坦面をもつ柱状の導電性支持基板13(以下、支持基板13と略す場合がある)の一方の平坦面上に燃料極層9、固体電解質層10及び空気極層11を順次積層してなる柱状の燃料電池セル3の複数個を、隣接する燃料電池セル3間に集電部材4aを介装して電気的に直列に接続してセルスタック2を形成し、燃料電池セル3の下端部を、燃料電池セル3に燃料ガスを供給するガスタンク8に固定して形成されている。
Here, the
そして、セルスタック2は、下端部がガスタンク8に固定され、燃料電池セル3の配列方向xの両端部から端部集電部材4bを介してセルスタック2を挟持するように配置された弾性変形可能な支持部材本体5aと、下端部がガスタンク8に固定され、支持部材本体5aと所定の間隔を置いて配置された断熱材支持部材5bとを具備している。支持部材5は、支持部材本体5aと断熱材支持部材5bとを具備して構成されている。
The
また、図1に示す支持部材本体5aにおいては、燃料電池セル3の配列方向xに沿って、外側に向けて延びた形状で、燃料電池セル3の発電により生じる電流を引き出すための電流引出部7a、7bが設けられている。
Further, in the support member
さらに、燃料電池セル3の他方の平坦面上にはインターコネクタ12が設けられており、支持基板13の内部には、燃料電池セル3に反応ガスを流すためのガス流路14が設けられている。なお、図1に示すセルスタック装置1においては、ガス流路14にガスタンク8より燃料ガス(水素ガス)を供給する場合の例を示している。
Further, an interconnector 12 is provided on the other flat surface of the
また、インターコネクタ12の外面(上面)にはP型半導体15を設けることもできる。集電部材4aを、P型半導体15を介してインターコネクタ12に接続させることにより、両者の接触がオーム接触となり、電位降下を少なくし、集電性能の低下を有効に回避することが可能となる。
Further, the P-
また、支持基板13は燃料極層9を兼ねるものとし、その表面に固体電解質層10および空気極層11を順次積層して燃料電池セル3を構成することもできる。
The
なお、燃料電池セル3としては、各種燃料電池セルが知られているが、燃料電池を小型化する上で、固体酸化物形燃料電池セルとすることができる。それにより、燃料電池を小型化することができるとともに、家庭用燃料電池で求められる変動する負荷に追従する負荷追従運転を行なうことができる。
Various types of fuel cells are known as the
以下に、図1において示すセルスタック装置1(燃料電池セル3等)を構成する各部材について説明する。
Below, each member which comprises the cell stack apparatus 1 (
燃料極層9は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているZrO2(安定化ジルコニアと称する)とNiおよび/またはNiOとから形成することができる。
As the
固体電解質層10は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、3〜15モル%の希土類元素が固溶したZrO2から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、他の材料等を用いて形成してもよい。 空気極層11は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるABO3型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。空気極層10はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が20%以上、特に30〜50
%の範囲にあることが好ましい。
The
% Is preferable.
インターコネクタ12は、導電性セラミックスから形成することができるが、燃料ガス(水素ガス)および酸素含有ガス(空気等)と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、それゆえランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物(LaCrO3系酸化物)が好適に使用される。インターコネクタ12は支持基板13に形成されたガス流路14を流通する燃料ガス、および支持基板13の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、93%以上、特に95%以上の相対密度を有していることが好ましい。 支持基板13としては、燃料ガスを燃料極層9まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ12を介して集電するために導電性であることが要求される。したがって、支持基板13としては、かかる要求を満足するものを材質として採用する必要があり、例えば導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。
Although the interconnector 12 can be formed from conductive ceramics, it is required to have reduction resistance and oxidation resistance in order to contact with a fuel gas (hydrogen gas) and an oxygen-containing gas (air, etc.) Therefore, a lanthanum chromite-based perovskite oxide (LaCrO 3 -based oxide) is preferably used. The interconnector 12 must be dense in order to prevent leakage of fuel gas flowing through the
また図1に示した燃料電池セル3において、柱状(中空平板状)の支持基板13は、立設方向に細長く延びる板状片であり、平坦な両面と半円形状の両側面を有する。そして燃料電池セル3の下端部と、後述する支持部材5aの下端部と、断熱材支持部材5bの下端部とが、燃料電池セル3に反応ガス(燃料ガス)を供給するガスタンク8に接合材で固定され、支持基板13に設けられたガス流路14は、燃料ガス室(図示せず)に連通せしめられる。なお、以降の説明において、中空平板状の燃料電池セル3を用いて説明する。
Further, in the
ちなみに、燃料電池セル3を作製するにあたり、燃料極層9または固体電解質層10との同時焼成により支持基板13を作製する場合においては、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから支持基板13を形成することが好ましい。また、支持基板13は、所要ガス透過性を備えるために開気孔率が30%以上、特に35〜50%の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は300S/cm以上、特に440S/cm以上であるのが好ましい。さらに、P型半導体層15としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ11を構成するランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物(LaCrO3系酸化物)よりも電子伝導性が大きいもの、例えば、BサイトにMn、Fe、Coなどが存在するLaMnO3系酸化物、LaFeO3系酸化物、LaCoO3系酸化物などの少なくとも一種からなるP型半導体セラミックスを使用することができる。このようなP型半導体層15の厚みは、一般に、30〜100μmの範囲にあることが好ましい。
Incidentally, when the
そして、燃料電池セル3を電気的に接続するために介装される集電部材4aおよび端部集電部材4bは、弾性を有する金属または合金からなる部材あるいは金属繊維または合金繊維から成るフェルトに所要の表面処理を加えた部材から構成することができる。なお、集電部材4aおよび端部集電部材4bの形状については後述する。燃料電池セル3と集電部材4a、端部集電部材4bとの間、端部集電部材4bと支持部材5との間は、導電性接着材で接合されている。
The
ここで、燃料電池セル3の配列方向xの両端部から端部集電部材4bを介してセルスタック2を挟持するように、導電性の支持部材5がガスタンク8に立設して固定されている。
Here, the
支持部材本体5aとしては、燃料電池セル3の変形に柔軟に追従して変形して変化することができることが好ましく、弾性変形可能な支持部材本体5aとすることが好ましい。
The support member
ここで、弾性変形可能な支持部材本体5aのうち下端部が、燃料電池セル3に反応ガスを供給するためのガスタンク8に固定されることにより、支持部材本体5aのうちガスタ
ンク8に固定されていない部位(領域)は、燃料電池セル3の変形に対して柔軟に追従して変形することができることとなる。それにより、燃料電池セル3に生じる応力、特には上端部に生じる応力を緩和することができる。
Here, the lower end portion of the elastically deformable
なお、支持部材本体5aを弾性変形可能な部材とするにあたり、支持部材本体5aを弾性変形可能な材料で構成するほか、厚みを薄くすることが好ましい。それにより、支持部材本体5aが弾性変形可能(もしくは、より弾性変形可能)となり、燃料電池セル3の変形に対して柔軟に追従して変形することができる。そのため、支持部材5の厚みとしては、例えば2mm程度、好ましくは1mm程度とすることができる。
In order to make the support member
また、支持部材5の高さ(立設方向の長さ)としては、燃料電池セル3に生じる応力を効果的に緩和するとともに、燃料電池セル3で生じた電流を効率よく集電するために、ガスタンク8に固定された状態で、燃料電池セル3の上端と同じ高さまたはそれ以上の高さとなるようにするのが好ましい。
Further, the height of the support member 5 (length in the standing direction) is to effectively relieve the stress generated in the
また、支持部材5は、支持部材本体5aと所定の間隔を置いて断熱材を支持するための断熱材支持部材5bが配置されて構成されている。なお、ここで、所定の間隔とは、弾性変形可能な支持部材本体5aが変形した場合であっても、断熱材支持部材5bと接触することがない間隔(距離)とすることが好ましく、セルスタック装置1の大きさや、支持部材本体5aの変形度合いを予め調査して定めるなど、適宜設定することができる。また、支持部材本体5aと、セルスタック2の燃料電池セル3の配列方向xに沿って配置される断熱材との間隔とすることもできる。
Further, the
ここで、断熱材支持部材5bと当接するように断熱材を配置するだけで、断熱材の位置合わせを行うことができ、燃料電池装置の組立工程の煩雑さを解消することができる。なお、本発明において、断熱材は断熱材支持部材5bと必ずしも当接する必要はなく、断熱材支持部材5bと断熱材とに隙間をあけて支持されるような形状であっても良い。なお、本形態では、断熱材支持部材5bは必ずしも必要ではない。
Here, only by arranging the heat insulating material so as to contact the heat insulating
図2は、図1の支持部材5を示したもので、支持部材本体5aおよび断熱材支持部材5bが、それぞれ板状の平板部16、板状の平板部17を有している例を示している。それにより、支持部材本体5aは、中空平板状の燃料電池セル3と接触面積を大きくすることができ、燃料電池セル3の発電により生じる電流を、効率よく集電することができる。
FIG. 2 shows the
また、断熱材支持部材5bもまた板状の平板部17を有していることから、例えばセルスタック装置1の燃料電池セル3の配列方向の端部側に板状の断熱材(ボード状の断熱材等)を配置する場合に、断熱材と断熱材支持部材5bとの接触面積を大きくすることができ、断熱材の位置あわせを容易に行うことができる。
Further, since the heat insulating
なお、図2に示した支持部材本体5aおよび断熱材支持部材5bは、それぞれの下端を、下端部接続板18により接続した構成とすることもでき、この図2に示した支持部材本体5aおよび断熱材支持部材5bは、一枚の板状部材を適宜切り取ることや、折り曲げることにより作製できる。
The support member
また、図2においては、支持部材本体5aの平板部16より、燃料電池セル3の配列方向xに沿って外側に延びる電流引出部7が設けられている。それにより、燃料電池セル3の発電により生じる電流を容易に引き出すことができる。
Moreover, in FIG. 2, the current extraction part 7 extended outside from the
また、電流引出部7を設けるにあたっては、電流引出部7を平板部16の下端側に設けることが好ましく、またこの電流引出部7を接続する支持部材本体5aをガスタンク8に
固定するにあたっては、平板部16のうち、電流引出部7がガスタンク8に接触しないように固定することが好ましい。ここで、電流引出部7の高さは、ガスタンク8の形状や、平板部16の大きさ等により適宜設定することができる。それに伴い、平板部16のうちガスタンク8に固定される領域も適宜設定することができる。
Further, in providing the current extraction part 7, it is preferable to provide the current extraction part 7 on the lower end side of the
また、支持部材本体5aおよび断熱材支持部材5bの下端部は、ガラスシール材等の絶縁性接合材によりガスタンク8に固定され、同様に下端部接続板18もガラスシール材によりガスタンク8に固定される。それゆえ、下端部接続板18をガスタンク8に強固に固定すべく、下端部接続板18に孔部を適宜設けることもできる。
Further, the lower end portions of the support member
図3は、燃料電池セル3間を電気的に接続するための集電部材4aの一例を示したものである。図3に示した集電部材4aは、隣接する一方の燃料電池セル3の平坦面に当接する第1導電体片20と、隣接する一方の燃料電池セル3の端部から隣接する他方の燃料電池セル3の他方の端部へと傾斜して延びる第2導電体片21と、他方の燃料電池セル3の平坦面に当接する第3導電体片22と、他方の燃料電池セル3の一方の端部から一方の燃料電池セル3の他方の端部へと傾斜して延びる第4導電体片23とを基本要素として具備する。第1〜第4の導電体片はこの順序で端部同士を次々に連結されており、さらにこの順序で繰り返し導電体片が連結されることにより、軸方向に延在する一繋がりの集電部材4aを形成している。
FIG. 3 shows an example of a
このような集電部材4aは、燃料電池セル3の変形に対して良好な追従性を有する形状であるため、本発明のセルスタック装置1において有用となる。また端部集電部材4bも、集電部材4aと同じ形状とすることができる。
Such a
図4は、本形態のセルスタック1を、燃料電池セル3の配列方向xを互いに平行に、かつセルスタック1の同じ側の端で電流極性が逆となるように2つ並置するとともに、セルスタック1の同じ側の端に配置される電流引出部7a同士を導電性の連結部材25により連結してなるセルスタック装置24を示したものであり、(a)は平面図であり、(b)は正面図である。なお、(a)において各燃料電池セル3を電気的に接続するための集電部材4aは省略して示している。
FIG. 4 shows two
図4に示すように、電流極性が逆となるように2つ並置したセルスタック1の同じ側の端に配置される電流引出部7a同士を、導電性の連結部材25をネジ26で螺着して連結することで、2つのセルスタック1を電気的に直列に接続することができる。なお、電流引出部7bは収納容器外に引き出される。
As shown in FIG. 4, the
それにより、2つのセルスタック1を電気的に直列に接続することが容易となるとともに、2つのセルスタック1を小スペースに配置可能となる。
Thereby, it becomes easy to electrically connect the two
なお、この場合において、ガスタンク8は、セルスタック1の下部、支持部材5の下部等が収容される2つの枠体28を、内部に空洞を有する部材(台座)27に連結して構成されている。これにより、1つの反応ガス供給管41よりセルスタック装置24を構成する2つのセルスタック1のガスタンク8に反応ガスを供給することができる。それにより、セルスタック装置24を小型化することができる。
In this case, the
そして、本形態では、連結部材25で連結される電流引出部材7aは、燃料電池セル3の配列方向xと直交する方向における支持部材5の中央(言い換えれば、支持部材5の幅方向B中央)よりも隣接するセルスタック1側に位置するように、支持部材5に設けられている。
In this embodiment, the
これにより、連結部材25で連結される電流引出部材7aは、燃料電池セル3の配列方向xと直交する方向における支持部材5の中央よりも隣接するセルスタック1側に位置して設けられているため、発電時に連結部材25が熱膨張等したとしても、電流引出部材7aを介して支持部材5に発生する応力を低減でき、スタック1と支持部材5との間の電気的な接続を長期間維持することができる。
Thereby, the
特に、電流引出部材7aは導電性を向上すべく短く形成されるため、支持部材5に発生する応力が高くなり易く、本形態を好適に用いることができる。
In particular, since the
電流引出部材7aの幅方向中央((a)で破線で示す)と支持部材5の外側端との距離をAとし、電流引出部材7aの支持部材の幅方向中央と支持部材5の内側端との距離をBとした時、A/Bは1.01〜5、特には2〜4、さらには2.5〜3であることが望ましい。なお、電流引出部材7bは、燃料電池セル3の配列方向xと直交する方向における支持部材5の中央に位置している。
The distance between the center in the width direction of the
また、2個のセルスタック1が並置されており、燃料電池セル3の配列方向xにおける支持部材5とガスタンク8端との距離は、連結部材25で連結されていない側の支持部材5とガスタンク8端との距離L1よりも、連結部材25で接続された側の支持部材5とガスタンク8端との距離L2が長いことが望ましい。これにより、セルスタック1および支持部材5をガスタンク8に強固に接合することが可能となる。さらに、連結部材25で接続された側の支持部材5とガスタンク8端との距離L2の間に、改質器からの燃料ガスを供給する反応ガス供給管41を接合することができ、この反応ガス供給管41からの燃料ガスと、最も近い燃料電池セル3との距離を一定以上離すことができ、これにより、最も近い燃料電池セル3に燃料ガスが過剰に供給されることを抑制できる。
The two
図5は図2で示した電流引出部7aを、支持部材5の断熱材支持部材5bの平板部17に接続している形態を示している。この場合においても同様に、本形態に用いることができ、燃料電池セル3の発電により生じる電流を容易に引き出すことができる。
FIG. 5 shows a mode in which the
図6は、支持部材5の他の形態を示すものであり、断熱材支持部材5bの平板部17の両縁側からセルスタック2側に屈曲して延びる一対の側板部21を具備していることを示しており、側板部21は平面視で支持部材本体5aの平板部16よりも外側に位置するように配置されている。このような支持部材5も本形態に用いることができる。
FIG. 6 shows another form of the
ここで、断熱材支持部材5bは、平板部17の両縁側からセルスタック2側に屈曲して延びる一対の側板部21を具備していることから、断熱材支持部材5b(平板部17)の剛性を高めることができる。
Here, since the heat insulating
それにより、セルスタック1の燃料電池セル3の配列方向xにおける端部側に断熱材を配置する場合に、断熱材を断熱材支持部材5bにより強固に固定することができ、断熱材の位置あわせをさらに容易に行うことができる。
Thereby, when arrange | positioning a heat insulating material to the edge part side in the arrangement direction x of the
また、断熱材支持部材5b(平板部17)の剛性を高めることができるから、断熱材支持部材5bに近接(当接)して断熱材を配置した場合でも、断熱材支持部材5b(平板部17)が、支持部材本体5a側に傾いて接触することを抑制(防止)することができ、それにより燃料電池セル3に生じる応力の緩和を阻害することなく、燃料電池セル3の破損を抑制することができる。
Moreover, since the rigidity of the heat insulating
また、側板部21は、平面視で支持部材本体5aの平板部16よりも外側に位置するように配置されていることから、側板部21が、燃料電池セル3の反りに伴う支持部材本体
5a(平板部16)の変形を阻害することを抑制できる。
Further, since the
それゆえ、断熱材支持部材5b(平板部17)に一対の側板部21を設けることにより、断熱材支持部材5bの剛性を高めることができ、断熱材の位置あわせをさらに容易に行なうことができるとともに、燃料電池セル3の破損を抑制することができる。
Therefore, by providing the pair of
図7は図2等で説明した断熱材支持部材を有しない支持部材5を示すもので、このような支持部材であっても本形態に用いることができる。
FIG. 7 shows the
本発明の燃料電池モジュールは、上記したセルスタック装置1を収納容器内に収納して構成されている。このような燃料電池モジュールでは、スタックと支持部材との間の電気的な接続を長期間維持できるセルスタック装置1を用いるため、長期信頼性に優れた燃料電池モジュールを得ることができる。また、本発明の燃料電池装置は、上記燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを外装ケース内に収納してなるため、長期信頼性に優れた燃料電池装置を得ることができる。
The fuel cell module of the present invention is configured by storing the above-described
なお、上述した説明においては、燃料電池セル3の内部に燃料ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に酸素含有ガスを流す例を示したが、例えば燃料電池セル3の内部に酸素含有ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に燃料ガスを流すような構成の燃料電池セル3であってもよい。
In the above description, an example in which the fuel gas is supplied to the inside of the
また、集電部材4aおよび端部集電部材4bの形状は、上述した形状以外にも、燃料電池セル3間を電気的に接続することができるとともに、燃料電池セル3間に酸素含有ガスを流通することができる形状であれば、他の形状のものを使用することもできる。
In addition to the shapes described above, the shape of the current collecting
さらに、上記形態では、燃料電池セル3として中空平板型を用いたが、円筒型であっても良いことは勿論である。
Further, in the above embodiment, the hollow flat plate type is used as the
また、上記形態では、セルスタック1の下部、支持部材5の下部等が収容される2つの枠体28を、内部に空洞を有する部材(台座)27に連結してガスタンク8を構成した形態について説明したが、箱状のガスタンク8自体に複数のセルスタック等を収容する開口部を設け、この開口部に複数のセルスタックを収容し、シール材等で接合しても良いことは勿論である。
In the above embodiment, the
1:セルスタック装置
2:セルスタック
3:燃料電池セル
4a:集電部材
4b:端部集電部材
5:支持部材
5a:支持部材本体
5b:断熱材支持部材
7a、7b:電流引出部
8:ガスタンク
16:平板部
17:平板部
19:側板部
1: cell stack device 2: cell stack 3:
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