JP5392596B2

JP5392596B2 - Fuel cell

Info

Publication number: JP5392596B2
Application number: JP2008239480A
Authority: JP
Inventors: 弘志小川; 竜也矢口; 圭子櫛引
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP2010073479A

Description

本発明は、燃料電池に係り、更に詳細には、複数のセルユニットを互いに間隙をもって積層して成るスタック構造体を筐体に収容した構成を有する燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a fuel cell having a configuration in which a stack structure formed by stacking a plurality of cell units with a gap therebetween is housed in a casing.

従来の燃料電池としては、例えば特許文献１に開示された構成のものがある。
特許文献１に開示された燃料電池は、セルユニットを積層して成るスタック構造体を、筐体に収容したものであり、その筐体には、スタック構造体の放射熱で反応用ガスを予熱する予熱空洞が設けられている。 As a conventional fuel cell, there exists a thing of the structure disclosed by patent document 1, for example.
The fuel cell disclosed in Patent Document 1 is a case in which a stack structure formed by stacking cell units is accommodated in a casing, and the reaction gas is preheated in the casing by the radiant heat of the stack structure. A preheating cavity is provided.

特開２００４−１３９９６０号公報JP 2004-139960 A

一般に、燃料電池において、発電時のセル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、スタック構造体のセル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 cell unit during power generation is larger than the heat dissipation amount of the stack structure body, a cooling gas is introduced between the cell units of the stack structure body to The whole thing needs to be cooled.

このとき、スタック構造体のセル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くなり過ぎ、各セルユニットにおいて、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接着力若しくは接合力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。 At this time, if the cooling gas is not introduced between the cell units of the stack structure, the temperature of the stack structure becomes too high. In each cell unit, the electrical resistance increases due to metal corrosion, and the electrodes in the single cell (power generation element) There has been a problem that it cannot be said that there is no possibility that a decrease in power generation output due to the interfacial separation of the electrolyte, or a breakage due to a decrease in bonding force or bonding strength between the single cell and the cell plate.

また、スタック構造体のセルユニット間に冷却ガスを直接導入すると、スタック構造体内部での温度分布の差が顕著になり、金属材料の変形による集電体の片当たり等の接触不良に起因する発電性能の低下や、単セルとセル板間の熱膨張率差に起因する熱応力破壊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。 In addition, when the cooling gas is directly introduced between the cell units of the stack structure, a difference in temperature distribution inside the stack structure becomes remarkable, which is caused by contact failure such as contact of the current collector due to deformation of the metal material. There has been a problem that it cannot be said that there is no possibility of thermal stress failure due to a decrease in power generation performance or a difference in thermal expansion coefficient between the single cell and the cell plate.

ところが、上記特許文献１に記載された燃料電池では、スタック構造体に冷却ガスを直接導入することなく、筐体の予熱空洞においてスタック構造体の放射熱で反応用ガスを予熱することにより、効率良く熱を回収しスタック構造体をも冷却することができるものの、輻射伝熱を介して熱交換しているため、負荷変動によりスタック構造体からの放射熱を変動させる場合には、スタック構造体の動作温度を変動させるか、予熱空洞の温度を下げる必要があり、スタック構造体を所望の温度にするには時間が掛かり、車載のような負荷変動を急激に行う運転をさせる場合においては、スタック構造体の温度分布を所望の温度範囲に調節して運転することが極めて困難である。 However, in the fuel cell described in Patent Document 1, the efficiency is improved by preheating the reaction gas with the radiant heat of the stack structure in the preheating cavity of the housing without directly introducing the cooling gas into the stack structure. Although the heat can be well recovered and the stack structure can be cooled, heat exchange is performed via radiant heat transfer. Therefore, when the radiant heat from the stack structure is changed due to load fluctuations, the stack structure It is necessary to change the operating temperature of the preheating cavity or to lower the temperature of the preheating cavity, and it takes time to bring the stack structure to the desired temperature. It is extremely difficult to operate by adjusting the temperature distribution of the stack structure to a desired temperature range.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高負荷運転時及び低負荷運転時における温度調整を良好に行いつつ、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にある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to achieve good temperature adjustment during high-load operation and low-load operation, while in the stack structure. An object of the present invention is to provide a fuel cell capable of realizing a uniform temperature distribution.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、所定の反応用ガス誘導部材と所定の冷却スポット防止部材とを所定の位置に配設することなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have achieved the above object by arranging a predetermined reaction gas guiding member and a predetermined cooling spot preventing member at a predetermined position. The present inventors have found that this can be done and have completed the present invention.

即ち、本発明の燃料電池は、スタック構造体と、反応用ガス誘導部材と、筐体と、反応用ガス導入部材と、冷却スポット防止部材とを備えたものである。
かかるスタック構造体は、複数の円盤形のセルユニットを互いに間隙をもって積層して成り、該セルユニットの内部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が流通する反応用ガス内部流路を有するものである。
また、かかる反応用ガス誘導部材は、スタック構造体の外周縁部に設けられ、スタック構造体と共にセルユニットの外側に他方の反応用ガスが流通する反応用ガス外部内流路と、反応用ガス外部内流路入口と、該スタック構造体の軸線に対して該反応用ガス外部内流路入口と反対側の位置に設けられる反応用ガス外部内流路出口とを形成するものである。
更に、かかる筐体は、反応用ガス誘導部材と共に反応用ガス誘導部材の外側に他方の反応用ガスが流通する反応用ガス外部外流路を形成すると共に、スタック構造体及び反応用ガス誘導部材を収容する円筒型のものである。
また、かかる反応用ガス導入部材は、筐体の内部に設けられ、該筐体に他方の反応用ガスを導入するものである。
更にまた、かかる冷却スポット防止部材は、筐体の内部に設けられるものである。
そして、本発明の燃料電池においては、冷却スポット防止部材は、スタック構造体の外部に冷却スポット防止部材を介して仕切られた反応用ガス外部外流路入口部及び反応用ガス外部外流路出口部を形成し、且つ、冷却スポット防止部材の一部が反応用ガス導入部材と係合し、他部が反応用ガス誘導部材と係合すると共に、反応用ガス導入部材と反応用ガス誘導部材との間に間隙を形成して、反応用ガス外部外流路入口部の他方の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部の他方の反応用ガスとの熱交換を促進する。
また、本発明の燃料電池においては、冷却スポット防止部材は、反応用ガス導入部材とスタック構造体との間に間隙を形成して、反応用ガス外部外流路入口部の他方の反応用ガスとスタック構造体との熱交換を抑制する。 That is, the fuel cell according to the present invention includes a stack structure, a reaction gas guiding member, a housing, a reaction gas introducing member, and a cooling spot preventing member.
Such a stack structure is formed by laminating a plurality of disk-shaped cell units with a gap between each other, and a reaction gas internal flow in which either one of a fuel gas and an oxidant gas circulates inside the cell unit. It has a road.
Further, the reaction gas guiding member is provided on the outer peripheral edge of the stack structure, and the reaction gas external flow path through which the other reaction gas flows with the stack structure to the outside of the cell unit, and the reaction gas an external fluid path inlet, and forms a side opposite reaction gas outside the flow path outlet provided at a position between the reflected applications gas outside the flow path inlet with respect to the axis of the stack structure.
Further, the housing forms a reaction gas external member and a reaction gas guide member, and a reaction gas external member and a reaction gas guide member. It is of a cylindrical type to accommodate.
Furthermore, such reactions for gas introduction member is provided inside the housing, it is to introduce other reactive gas into the enclosure.
Furthermore, according cooled spot baffle member is one which we provided inside the housing.
In the fuel cell of the present invention, the cooling spot preventing member includes a reaction gas external outer channel inlet portion and a reaction gas external outer channel outlet portion partitioned by the cooling spot preventing member outside the stack structure. And a part of the cooling spot preventing member is engaged with the reaction gas introducing member, the other part is engaged with the reaction gas guiding member, and the reaction gas introducing member and the reaction gas guiding member are A gap is formed therebetween to promote heat exchange between the other reaction gas at the reaction gas external outer channel inlet and the other reaction gas at the reaction gas external outer channel outlet.
In the fuel cell of the present invention, the cooling spot prevention member forms a gap between the reaction gas introduction member and the stack structure, and the other reaction gas at the reaction gas external outer channel inlet portion Suppresses heat exchange with the stack structure.

本発明によれば、所定の反応用ガス誘導部材と所定の冷却スポット防止部材とを所定の位置に配設することなどとしたため、高負荷運転時及び低負荷運転時における温度調整を良好に行いつつ、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ができる。 According to the present invention, since the predetermined reaction gas guiding member and the predetermined cooling spot preventing member are arranged at predetermined positions, etc., the temperature is adjusted well during high load operation and low load operation. Meanwhile, it is possible to provide a fuel cell capable of realizing uniform temperature distribution in the stack structure.

以下、本発明の若干の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）第１の実施形態
図１（Ａ）は、第１の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図１（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。また、図２は、図１（Ｂ）のＩＩ−ＩＩ”線における断面図である。更に、図３は、図１（Ｂ）のＩＩ−ＩＩ”線における断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。図４（Ａ）は、第１の実施形態に係る燃料電池におけるセルユニットの概略的な構成を示す分解斜視図、（Ｂ）は、第１の実施形態に係る燃料電池におけるスタック構造体の概略的な構成を示す斜視図である。なお、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。 (1) First Embodiment FIG. 1 (A) is a perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell according to the first embodiment, and (B) is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. 1 (A). It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ″ of FIG. 1B. Further, FIG. 3 is an enlarged view of a part of the cross-sectional view taken along the line II-II ″ of FIG. FIG. FIG. 4A is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the cell unit in the fuel cell according to the first embodiment, and FIG. 4B is an outline of the stack structure in the fuel cell according to the first embodiment. It is a perspective view which shows a typical structure. Arrows shown in FIG. 1 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction.

本実施形態に係る燃料電池は、図１（Ａ）に示すように、スタック構造体１０と、スタック構造体１０の外周縁部１０ａに設けられた反応用ガス誘導部材２０と、スタック構造体１０及び反応用ガス誘導部材２０を収容する筐体３０と、反応用ガス導入部材４０と、反応用ガス排出部材５０と、筐体３０の内部に設けられた冷却スポット防止部材６０とを備えたものである。 As shown in FIG. 1A, the fuel cell according to the present embodiment includes a stack structure 10, a reaction gas guide member 20 provided on the outer peripheral edge 10 a of the stack structure 10, and the stack structure 10. And a housing 30 that houses the reaction gas guiding member 20, a reaction gas introduction member 40, a reaction gas discharge member 50, and a cooling spot prevention member 60 provided inside the housing 30. It is.

スタック構造体１０は、複数の固体電解質型セルユニット（以下、「セルユニット」ということがある。）を互いに間隙をもって積層して成るものである。
なお、詳しくは後述するが、スタック構造体１０は、セルユニットの内部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が流通する反応用ガス内部流路を有する。 The stack structure 10 is formed by laminating a plurality of solid electrolyte cell units (hereinafter also referred to as “cell units”) with a gap therebetween.
As will be described in detail later, the stack structure 10 has a reaction gas internal flow path through which either one of the fuel gas and the oxidant gas flows inside the cell unit.

筐体３０は、詳しくは後述する反応用ガス誘導部材２０と共に反応用ガス誘導部材２０の外側に他方の反応用ガスが流通する反応用ガス外部外流路Ｂを形成するものであり、平面視円形にした底壁３１と上壁３２の全周にわたり周壁３３を囲繞形成した気密性を有する円筒形に形成されている。
筐体３０は、本実施形態においては、オーステナイト系ステンレスＳＵＳ３１６で形成されている。なお、底壁３１、上壁３２及び周壁３３の各内面には、輻射を反射させるための銀（Ａｇ）コーティング（図示しない）が施されていると共に、それらの各外面には、断熱材（図示しない）が被覆されている。 The casing 30 forms a reaction gas external outer flow path B through which the other reaction gas flows outside the reaction gas guiding member 20 together with a reaction gas guiding member 20 to be described in detail. The bottom wall 31 and the top wall 32 are formed into a cylindrical shape having airtightness surrounding the peripheral wall 33.
The housing 30 is made of austenitic stainless steel SUS316 in this embodiment. Each inner surface of the bottom wall 31, the upper wall 32, and the peripheral wall 33 is provided with a silver (Ag) coating (not shown) for reflecting radiation, and a heat insulating material (not shown) is provided on each outer surface. (Not shown) is covered.

反応用ガス排出部材５０は、筐体３０から他方の反応用ガスを排出するものであり、本実施形態においては、周壁３３の内側であって軸線を通る直径線であるＩＩ−ＩＩ’線上に配設されている。
反応用ガス排出部材５０は、本実施形態においては、円筒形に形成されたガス排出管が適用されており、筐体３０の外部に接続した状態で配設されている。 The reaction gas discharge member 50 discharges the other reaction gas from the housing 30. In the present embodiment, the reaction gas discharge member 50 is on the II-II ′ line, which is the diameter line inside the peripheral wall 33 and passing through the axis. It is arranged.
In the present embodiment, a gas discharge pipe formed in a cylindrical shape is applied to the reaction gas discharge member 50 and is disposed in a state of being connected to the outside of the housing 30.

反応用ガス導入部材４０は、筐体３０に他方の反応用ガスを導入するものであり、本実施形態においては、反応用ガス排出部材５０の近傍に配設されている。
反応用ガス導入部材４０は、本実施形態においては、円筒形に形成された一対のガス導入管であって、その周壁４１に他方の反応用ガスを筐体３０の内部に導入するための導入孔４２が上下多段にして形成されているものである。一対のガス導入管は、筐体３０の内部に一部が含まれた状態で配設されている。
なお、本実施形態においては、反応用ガス導入部材４０と反応用ガス排出部材５０とは筐体３０と同一の材質のもので形成しているが、別の材質のもので形成してもよいことは勿論である。
また、本実施形態においては、反応用ガス導入部材４０から導入される反応用ガスは酸化剤ガス（例えば、空気を挙げることができる。）であり、その反応用ガスを他方の反応用ガスといい、セルユニットの内部に導入される燃料ガスを一方の反応用ガスという。更に、他方の反応用ガスを燃料ガス、一方の反応用ガスを酸化剤ガスとしてもよいことは勿論である。 The reaction gas introduction member 40 introduces the other reaction gas into the casing 30 and is disposed in the vicinity of the reaction gas discharge member 50 in the present embodiment.
In this embodiment, the reaction gas introduction member 40 is a pair of gas introduction pipes formed in a cylindrical shape, and is introduced to introduce the other reaction gas into the inside of the casing 30 on the peripheral wall 41 thereof. The holes 42 are formed in multiple upper and lower stages. The pair of gas introduction pipes are arranged in a state where a part thereof is included in the housing 30.
In the present embodiment, the reaction gas introduction member 40 and the reaction gas discharge member 50 are made of the same material as the housing 30, but may be made of different materials. Of course.
In the present embodiment, the reaction gas introduced from the reaction gas introduction member 40 is an oxidant gas (for example, air can be used), and the reaction gas is used as the other reaction gas. The fuel gas introduced into the cell unit is called one reaction gas. Of course, the other reaction gas may be a fuel gas and the other reaction gas may be an oxidant gas.

反応用ガス誘導部材２０は、スタック構造体１０と共にセルユニットの外側に他方の反応用ガスが流通する反応用ガス外部内流路Ｄ、反応用ガス外部内流路入口Ｃ及び反応用ガス外部内流路出口Ｅを形成するものであり、本実施形態においては、一対の反応用ガス導入部材２０により構成されている。 The reaction gas guiding member 20 is connected with the stack structure 10 and the reaction gas external inner flow path D through which the other reaction gas flows outside the cell unit, the reaction gas external internal flow path inlet C, and the reaction gas external inside. The flow path outlet E is formed, and in this embodiment, it is constituted by a pair of reaction gas introduction members 20.

反応用ガス誘導部材２０は、本実施形態においては、スタック構造体１０の高さ寸法Ｈとほぼ同じ幅寸法Ｈ´にしているとともに、そのスタック構造体１０の外周縁部１０ａの約２／３を覆う長さにした横長方形の板材を、当該外周縁部１０ａに沿う一円周をなすように曲成したものである。このような反応用ガス誘導部材２０は、例えば０．１（ｍｍ）ほどの肉厚にしたＳＵＳ３１６により形成することができる。
なお、スタック構造体１０の外周縁部１０ａは、セルユニットの外縁部と言い換えることができる。 In the present embodiment, the reaction gas guiding member 20 has a width dimension H ′ that is substantially the same as the height dimension H of the stack structure 10, and is approximately 2/3 of the outer peripheral edge portion 10 a of the stack structure 10. A horizontal rectangular plate having a length covering the outer periphery 10a is bent so as to form one circumference along the outer peripheral edge 10a. Such a reaction gas guiding member 20 can be formed of, for example, SUS316 having a thickness of about 0.1 (mm).
The outer peripheral edge portion 10a of the stack structure 10 can be rephrased as the outer edge portion of the cell unit.

また、本実施形態においては、反応用ガス誘導部材２０の一部に、又は、反応用ガス誘導部材２０の開放端の間に、筐体３０内に導入された他方の反応用ガスをスタック構造体１０における各セルユニット間の間隙から形成される反応用ガス外部内流路Ｄに誘うための開口域、即ち反応用ガス外部内流路入口Ｃ及び反応用ガス外部内流路Ｄから排出するための開口域、即ち反応用ガス外部内流路出口Ｅが区画形成されている。 In the present embodiment, the other reaction gas introduced into the housing 30 is partly stacked between the reaction gas guiding member 20 or between the open ends of the reaction gas guiding member 20. It discharges from the opening area for leading to the reaction gas external internal flow path D formed from the gap between each cell unit in the body 10, that is, the reaction gas external internal flow path inlet C and the reaction gas external internal flow path D. For this purpose, an opening area for reaction, that is, a reaction gas external flow path outlet E is defined.

換言すると、反応用ガス誘導部材２０は、図１（Ｂ）に示すように、平面視において直径線であるＩＩ−ＩＩ’線を中心として線対称に曲成されており、その反応用ガス誘導部材２０と筐体３０の周壁３３内面との間に、他方の反応用ガスを流通させるための反応用ガス外部外流路Ｂが区画形成されている。 In other words, as shown in FIG. 1B, the reaction gas guiding member 20 is bent symmetrically about the II-II ′ line that is a diameter line in plan view, and the reaction gas guiding member 20 Between the member 20 and the inner surface of the peripheral wall 33 of the housing 30, a reaction gas external outer flow path B for allowing the other reaction gas to flow is defined.

反応用ガス誘導部材２０は、本実施形態においては、０．１（ｍｍ）ほどの肉厚にしたＳＵＳ３１６によって形成することにより熱伝導性を有するものとしているが、熱伝導性を有しない材質で形成してもよい。また、反応用ガス誘導部材２０としては、ＳＵＳ３１６の他、良伝導伝熱性を有し且つ耐熱性を有するとともに、耐酸化性又は耐還元性を有する材料を使用することができる。 In this embodiment, the reaction gas guiding member 20 is made of SUS316 having a thickness of about 0.1 (mm), and has thermal conductivity. However, the reaction gas guiding member 20 is made of a material that does not have thermal conductivity. It may be formed. In addition to SUS316, the reaction gas guiding member 20 may be made of a material having good conductivity and heat resistance, as well as oxidation resistance or reduction resistance.

例えばＦｅ−Ｃｒ含有ステンレス、ＳＵＳ４３０のフェライト系ステンレスや、ＳＵＳ３０４、Ｃｒｏｆｅｒ２２ＡＰＵ、Ｎｉ系のステンレス、例えば、インコネル（登録商標）等を採用することができるが、これらに限らない。また、反応用ガス誘導部材自体を熱伝導性の高い材料を含む絶縁材で形成してもよい。 For example, Fe-Cr-containing stainless steel, SUS430 ferritic stainless steel, SUS304, Crofer22APU, Ni-based stainless steel, such as Inconel (registered trademark), can be used, but not limited thereto. Further, the reaction gas guiding member itself may be formed of an insulating material containing a material having high thermal conductivity.

冷却スポット防止部材６０は、反応用ガス外部外流路入口部Ａと反応用ガス外部外流路出口部Ｆとを形成すると共に、反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部Ｆの他方の反応用ガスとの熱交換を促進し、且つ反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスとスタック構造体１０との熱交換を抑制するものである。
冷却スポット防止部材６０は、本実施形態においては、スタック構造体１０の高さ寸法Ｈとほぼ同じ幅寸法にしているとともに、一部が反応用ガス導入部材４０である一対のガス導入管とガス導入管を巻き込んで保持するように係合し、他部（別の一部）が反応用ガス誘導部材２０である一対の反応用ガス誘導部材と係合する長さにした横長方形の板材を、反応用ガス導入部材４０であるガス導入管とスタック構造体１０との間に間隙Ｕを形成するように配設したものである。
このような冷却スポット防止部材６０は、例えば０．１（ｍｍ）ほどの肉厚にしたＳＵＳ３１６により形成することができる。
ここで、本発明において、「反応用ガス外部外流路入口部Ａ」とは、他方の反応用ガスが反応用ガス導入部材により導入される領域であって、冷却スポット防止部材の近傍、例えば平面視したときの冷却スポット防止部材からの距離が３（ｍｍ）ほどまでの範囲をいう。同様に「反応用ガス外部外流路出口部Ｆ」とは、他方の反応用ガスが反応用ガス排出部材により排出される領域であって、冷却スポット防止部材の近傍、例えば平面視したときの冷却スポット防止部材からの距離が３０（ｍｍ）ほどまでの範囲をいう。
なお、本実施形態においては、反応用ガス誘導部材２０、反応用ガス導入部材４０、冷却スポット防止部材６０及び底壁３１は一体的に着脱できるように構成されている。 Cooling spot baffle member 60, to form a reaction gas outside outer passage inlet A and the reactive gas outside outer passage outlet portion F, a reactive gas other side of the reaction gas outside outer passage inlet A reaction to promote heat exchange between the reaction gas in the other side of the use gas external outer passage outlet portion F, and the heat exchange between the reaction gas and the stack structure 10 of the other side of the reaction gas outside outer passage inlet a It is to suppress.
In the present embodiment, the cooling spot preventing member 60 has a width dimension that is substantially the same as the height dimension H of the stack structure 10, and a pair of gas introduction pipes and gas that are part of the reaction gas introduction member 40. A rectangular plate having a length that engages with a pair of reaction gas induction members 20 whose other parts (another part) are the reaction gas induction members 20 is engaged so as to entrain and hold the introduction pipe. The gas introduction pipe 40 as the reaction gas introduction member 40 and the stack structure 10 are disposed so as to form a gap U.
Such a cooling spot preventing member 60 can be formed of SUS316 having a thickness of about 0.1 (mm), for example.
In the present invention, the term "reactant gas external outer passage inlet A", an area of the reaction gas in the other hand is introduced by the reaction gas introduction member, the vicinity of the cooling spot baffle member, e.g. The distance from the cooling spot preventing member when viewed from above is a range up to about 3 mm. Similarly the "reaction gas outside outer passage outlet portion F" is an area where the reaction gas other hand is discharged from the reaction gas discharge member, the vicinity of the cooling spot prevention member, when for example the plan view The range from the cooling spot prevention member to about 30 (mm) is said.
In the present embodiment, the reaction gas guiding member 20, the reaction gas introducing member 40, the cooling spot preventing member 60, and the bottom wall 31 are configured to be detachable integrally.

スタック構造体１０は、複数のセルユニット１００を互いに間隙Ｓをもって積層して成るものである。セルユニット１００は、図４（Ａ）に示すように、固体電解質型セル１０１の上側にユニット内集電体１０２とセパレータ１０３とを、下側にセル板１０４とユニット外集電体１０５とを軸線Ｏを中心とした同軸的に整列積層させた円盤形のものである。 The stack structure 10 is formed by stacking a plurality of cell units 100 with a gap S therebetween. As shown in FIG. 4A, the cell unit 100 includes an in-unit current collector 102 and a separator 103 on the upper side of the solid electrolyte cell 101, and a cell plate 104 and an outer current collector 105 on the lower side. It is a disc-shaped one that is coaxially aligned and stacked around the axis O.

固体電解質型セル１０１は、中心に円形開口１０１ａを形成した円盤形のものであり、例えばペロブスカイト型酸化物系、リン酸塩系、ホウ酸塩系などの固体酸を電解質として使用している。
また、本実施形態においては、固体電解質型セル１０１は、燃料極をニッケル＋イットリア安定化ジルコニアのサーメット、電解質を８ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニアとするとともに、空気極をランタンストロンチウムマンガナイトとして、燃料極に電解質及び空気極をスパッタ法により成膜した燃料極支持型セルである。 The solid electrolyte type cell 101 has a disk shape with a circular opening 101a formed at the center, and uses, for example, a perovskite oxide type, phosphate type or borate type solid acid as an electrolyte.
In the present embodiment, the solid electrolyte cell 101 includes a fuel electrode made of nickel + yttria stabilized zirconia cermet, an electrolyte made of 8 mol% yttria stabilized zirconia, and an air electrode made of lanthanum strontium manganite. Further, the fuel electrode support type cell in which an electrolyte and an air electrode are formed by sputtering.

セル板１０４は、肉厚が０．１（ｍｍ）ほどのＳＵＳ４３０の圧延板により形成されており、中心に円形段差部１０４ａを形成し、且つ、１２５（ｍｍ）ほどの外径にした円形基部１０４ｂの周縁部に、周壁１０４ｃを起立形成したものである。
円形段差部１０４ａは、隣接するセルユニット１００との間に、他方の反応用ガスを流通させるための間隙Ｓが形成される高さとし、且つ下向きに突出して形成されている。
また、円形段差部１０４ａの周囲には、固体電解質型セル１０１を固定するための、例えばＢａＯ−ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系のガラスペースト（図示しない）を塗布している。 The cell plate 104 is formed of a rolled plate of SUS430 having a thickness of about 0.1 (mm), a circular base 104 having a circular stepped portion 104a at the center and an outer diameter of about 125 (mm). A peripheral wall 104c is formed upright on the peripheral edge of 104b.
The circular stepped portion 104a has a height at which a gap S for allowing the other reaction gas to flow between the adjacent cell units 100 and is formed to protrude downward.
Further, for example, a BaO—CaO—Al ₂ O ₃ —SiO ₂ glass paste (not shown) for fixing the solid electrolyte cell 101 is applied around the circular stepped portion 104a.

セパレータ１０３は、セル板１０４と同じ材質の圧延板により形成されており、中心に円形段差部１０３ａを形成し、且つ、１２５（ｍｍ）ほどの外径にした円形基部１０３ｂの周縁部に、周壁１０３ｃを垂下形成したものである。
円形段差部１０３ａは、隣接するセルユニット１００との間に、他方の反応用ガスを流通させるための間隙Ｓが形成される高さとし、且つ上向きに突出して形成されている。 The separator 103 is formed of a rolled plate made of the same material as that of the cell plate 104. The separator 103 is formed with a circular step 103a at the center and a peripheral wall on the peripheral portion of the circular base 103b having an outer diameter of about 125 (mm). 103c is drooped.
The circular stepped portion 103a has a height at which a gap S for allowing the other reaction gas to flow is formed between the adjacent cell units 100, and is formed to protrude upward.

上下のセルユニット１００、１００を互いに積層することにより、セル板１０４の円形段差部１０４ａと、セパレータ１０３の円形段差部１０３ａとが当接し、これによりセルユニット１００、１００間に間隙Ｓが形成される。 By stacking the upper and lower cell units 100, 100 on each other, the circular stepped portion 104 a of the cell plate 104 and the circular stepped portion 103 a of the separator 103 come into contact with each other, thereby forming a gap S between the cell units 100, 100. The

本実施形態においては、円形段差部１０４ａ、１０３ａをセル板１０４とセパレータ１０３の双方に互いに対称をなすように形成しているので、応力集中を抑制することができるとともに、両円形段差部１０４ａ、１０３ａの大きさにかかわらず、機械的強度の向上を図ることができる。 In the present embodiment, since the circular stepped portions 104a and 103a are formed so as to be symmetrical with each other on both the cell plate 104 and the separator 103, stress concentration can be suppressed, and both circular stepped portions 104a, Regardless of the size of 103a, the mechanical strength can be improved.

なお、円形段差部１０４ａ、１０３ａをセル板１０４とセパレータ１０３のいずれか一方に形成したときには、固体電解質型セル１０１の搭載面積を拡大することができる。
また、耐熱衝撃性の向上や出力密度の向上等の重視する特性に応じてセル板１０４及びセパレータ１０３の形状を変更できることは勿論である。 When the circular stepped portions 104a and 103a are formed on either the cell plate 104 or the separator 103, the mounting area of the solid electrolyte cell 101 can be increased.
Of course, the shape of the cell plate 104 and the separator 103 can be changed in accordance with the important characteristics such as improvement of thermal shock resistance and improvement of output density.

なお、円形段差部１０４ａ、１０３ａには、下記の流路部品１０６に形成したガス導入路１０６ａ及びガス排出路１０６ｂと連通し、セルユニット１００の内部に形成される一方の反応用ガスが流通する反応用ガス内部流路Ｚを構成する空隙Ｔに一方の反応用ガスの供給や排出を行うための流通孔１０３ｄ、１０３ｅを形成した流路部品１０６、１０６（一方は図示していない）が配設されている。
流路部品１０６、１０６は、ＳＵＳ４３０により形成されており、接合温度を１０００（℃）以下とした真空中での拡散接合によりセル板１０４及びセパレータ１０３の円形段差部１０４ａ、１０３ａにそれぞれ固着されている。 The circular stepped portions 104a and 103a communicate with a gas introduction passage 106a and a gas discharge passage 106b formed in the following flow passage component 106, and one reaction gas formed inside the cell unit 100 flows. Flow path components 106 and 106 (one of which is not shown) in which flow holes 103d and 103e for supplying and discharging one of the reaction gases are formed in the gap T constituting the reaction gas internal flow path Z. It is installed.
The flow path components 106 and 106 are formed of SUS430, and are fixed to the circular stepped portions 104a and 103a of the cell plate 104 and the separator 103 by diffusion bonding in a vacuum with a bonding temperature of 1000 (° C.) or less. Yes.

ユニット内集電体１０２はインコネル（登録商標）製の金属メッシュを円環形に成形したものであり、これの周縁部をセル板１０４及びセパレータ１０３にレーザ溶接等により接合している。 The in-unit current collector 102 is a ring-shaped metal mesh made of Inconel (registered trademark), and the peripheral edge thereof is joined to the cell plate 104 and the separator 103 by laser welding or the like.

セル板１０４とセパレータ１０３は、互いの周壁１０４ｃ、１０３ｃを当接させることにより、これらの間に反応用ガス内部流路Ｚとなる空隙Ｔが区画形成され、その空隙Ｔにユニット内集電体１０２を配置している。 The cell plate 104 and the separator 103 are brought into contact with each other's peripheral walls 104c and 103c, so that a gap T serving as a reaction gas internal flow path Z is defined between them, and a current collector in the unit is formed in the gap T. 102 is arranged.

当接した周壁１０４ｃ、１０３ｃ同士は、全周にわたり気密的（ガス密的）にレーザ溶接等により接合され、これにより、厚さ１．５（ｍｍ）ほどのセルユニット１００を構成している。 The abutting peripheral walls 104c and 103c are joined together by laser welding or the like in a gas-tight manner over the entire circumference, thereby constituting a cell unit 100 having a thickness of about 1.5 (mm).

セル板１０４とセパレータ１０３は、超硬やＳＫＤ１１等から成る金型を装備したプレス装置（いずれも図示しない）により、上記圧延板に８０（ｔ）程度の荷重を加えることによるプレス加工により成型されている。 The cell plate 104 and the separator 103 are molded by pressing by applying a load of about 80 (t) to the rolled plate by a press device (none of which is shown) equipped with a die made of carbide or SKD11. ing.

また、図２に示すように、本実施形態においては、スタック構造体１０とガス誘導部材２０、２０との間には、電気的絶縁性を有し且つ熱伝導性を有する絶縁層７０が配設されている。
絶縁層７０は、ガラスコート７１、ガラスウール，セラミックシートにより形成され若しくはスタック構造体１０とガス誘導部材２０とユニット外集電体１０５との間にセラミックを充填することにより形成されている。 As shown in FIG. 2, in the present embodiment, an insulating layer 70 having electrical insulation and thermal conductivity is disposed between the stack structure 10 and the gas guiding members 20 and 20. It is installed.
The insulating layer 70 is formed of a glass coat 71, glass wool, or a ceramic sheet, or is formed by filling ceramic between the stack structure 10, the gas guiding member 20, and the external current collector 105.

なお、本実施形態においては、ユニット外集電体１０５を絶縁層７０を介してガス誘導部材２０に密接させている。
また、本実施形態においては、ユニット外集電体１０５及びセルユニット１００を絶縁層７０を介してガス誘導部材２０に密接させているが、セルユニット１００又はユニット外集電体１０５を絶縁層７０を介してガス誘導部材２０に密接させてもよい。なお、絶縁層７０は極力薄く形成することが好ましい。 In the present embodiment, the external unit current collector 105 is in close contact with the gas guiding member 20 via the insulating layer 70.
In the present embodiment, the external unit current collector 105 and the cell unit 100 are in close contact with the gas guiding member 20 via the insulating layer 70, but the cell unit 100 or the external unit current collector 105 is connected to the insulating layer 70. You may make it closely_contact | adhere to the gas guidance member 20 via. The insulating layer 70 is preferably formed as thin as possible.

絶縁層７０としては、上記したガラスコート等の他、キャスタブル耐火物、ポルトランドセメント，アルミナセメント，燐酸セメント，珪酸セメントなどの耐火性発泡セメントや、耐火モルタル、石膏、セラミックス接着剤、泡ガラス等の不定形材料や、ガラス繊維、セラミックス繊維等の材料を採用することができる。 As the insulating layer 70, in addition to the glass coat described above, fire-resistant foam cement such as castable refractory, Portland cement, alumina cement, phosphate cement, silicate cement, fire mortar, gypsum, ceramic adhesive, foam glass, etc. Materials such as amorphous materials, glass fibers, and ceramic fibers can be employed.

このように、反応用ガス誘導部材２０をスタック構造体１０の外周縁部１０ａに絶縁状態で密着させる構成を採用したことにより、スタック構造体１０内部の良伝導伝熱性を有するユニット外集電体１０５、セパレータ１０３、セル板１０４やユニット内集電体１０２等の構成部材から、反応用ガス誘導部材２０に対して熱を効率よく伝えることができるとともに、振動や熱分布によるセルユニット１００の変形が抑えられて、ユニット外集電体１０５の片当たりを低減させられ、発電性能の高出力安定化を図ることができる。 As described above, by adopting a configuration in which the reaction gas guide member 20 is in close contact with the outer peripheral edge portion 10a of the stack structure 10 in an insulating state, the unit external current collector having good conduction heat conductivity inside the stack structure 10 is adopted. 105, heat can be efficiently transmitted from the constituent members such as the separator 103, the cell plate 104, and the in-unit current collector 102 to the reaction gas induction member 20, and deformation of the cell unit 100 due to vibration and heat distribution. Is suppressed, the per-unit per-unit current collector 105 is reduced, and high output stabilization of power generation performance can be achieved.

上記の構成からなる燃料電池の製造工程は、概ね次のとおりである。
まず、セルユニット１００の各中心部分にシール結合材の一例であるＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックス系接着材を二重のリング状に塗布し、１．５（ｍｍ）の間隙Ｓをもって順次重ね合わせてスタック構造体１０を形成する。 The manufacturing process of the fuel cell having the above configuration is generally as follows.
First, a ceramic adhesive mainly composed of Al ₂ O ₃ , which is an example of a seal bonding material, is applied to each central portion of the cell unit 100 in a double ring shape, and has a gap S of 1.5 (mm). The stack structure 10 is formed by sequentially overlapping.

次に、スタック構造体１０の外周縁部１０ａに対し、絶縁層７０を介してガス誘導部材２０、２０が密着するようにし、例えばボルト（図示しない）等により、スタック構造体１０に対してガス誘導部材２０、２０を固定する。 Next, the gas guiding members 20 and 20 are brought into close contact with the outer peripheral edge portion 10a of the stack structure 10 via the insulating layer 70, and the gas is applied to the stack structure 10 with a bolt (not shown), for example. The guide members 20, 20 are fixed.

そして、上記積層したセルユニット１００を上下からフランジで挟み込み、スタッドボルトとナット（いずれも図示しない）により、それらセルユニット１００同士を締結する。 Then, the stacked cell units 100 are sandwiched from above and below by flanges, and the cell units 100 are fastened together by stud bolts and nuts (both not shown).

上記のシール接合材としてはガラス系の接着材や、ガラスにセラミックス繊維やフィラーを加えて成型したガスケットを使用することができる他、上記したように固体電解質型セル１０１が円盤形に形成されている場合には、金属粉が混在するペースト状接着材や、ガスケット状のろう材や、金属ガスケットを使用することができる。 As the above-mentioned seal bonding material, a glass-based adhesive or a gasket formed by adding ceramic fiber or filler to glass can be used, and the solid electrolyte cell 101 is formed in a disk shape as described above. If it is, a paste-like adhesive in which metal powder is mixed, a gasket-like brazing material, or a metal gasket can be used.

ここで、本実施形態における他方の反応用ガスの流動状態は、次のとおりである。
図１（Ｂ）に示すように、他方の反応用ガスは、反応用ガス導入部材４０であるガス導入管から反応用ガス外部外流路入口部Ａに導入され、反応用ガス外部外流路Ｂを通って周回し、反応用ガス外部内流路入口Ｃを通って、複数のセルユニットの間隙である反応用ガス外部内流路Ｄに導入され、反応用ガス外部内流路出口Ｅを通って、反応用ガス外部外流路出口部Ｆに排出され、反応用ガス排出部材５０であるガス排出管から排出される。 Here, the flow state of the other reaction gas in the present embodiment is as follows.
As shown in FIG. 1 (B), the other reaction gas is introduced from the gas introduction pipe, which is the reaction gas introduction member 40, into the reaction gas external outer flow path inlet A, and passes through the reaction gas external external flow path B. Circulates through, passes through the reaction gas external internal flow path inlet C, is introduced into the reaction gas external internal flow path D, which is a gap between the plurality of cell units, and passes through the reaction gas external internal flow path outlet E. The reaction gas is discharged to the outside external flow path outlet F, and is discharged from the gas discharge pipe which is the reaction gas discharge member 50.

以上のように説明した燃料電池の動作は、次のとおりである。 The operation of the fuel cell described above is as follows.

＜高負荷運転時＞
ガス誘導部材２０、２０によって他方の反応用ガスをスタック構造体１０の外周縁部１０ａに沿って周回させることによって、スタック構造体１０のガス排出側を冷却するとともに、スタック構造体１０の外周縁部１０ａに沿って周回する間に暖められた他方の反応用ガスは、スタック構造体１０におけるセルユニット間の間隙Ｓを通じて反応用ガス排出部材５０であるガス排出管に向けて流動する。
これにより、スタック構造体１０で発生する熱が反応用ガスにより運ばれ、セルユニット１００の面内における上記ガス排出部側でガスが高温と成る領域を、反応用ガス誘導部材２０、２０によりスタック構造体１０の外周縁部１０ａから冷却することによって、スタック構造体１０の固体電解質型セルユニット１００の平面内における温度分布の均一化を図ることができ、スタック構造体１０の内部を所望の温度差に抑えられる。
また、冷却スポット防止部材６０を反応用ガス外部外流路入口部Ａと反応用ガス外部外流路出口部Ｆとを形成するように所定の位置に設けることによって、反応用ガス外部外流路入口部Ａに供給される低温の反応用ガスにより、スタック構造体１０に発生する局所的な冷却スポットを無くすことが可能となる。
更に、反応用ガス外部外流路入口部Ａと反応用ガス外部外流路出口部Ｆとが冷却スポット防止部材６０により形成され、伝熱面積が増加することによって、反応用ガス外部外流路入口部Ａに供給される低温の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部Ｆから排出される高温の反応用ガスの熱交換を促進し、高温の反応用ガスをスタック構造体１０に供給することが可能となり、燃料電池の発電性能を高めることが可能となる。 <During high load operation>
The gas guide member 20, 20 causes the other reaction gas to circulate along the outer peripheral edge portion 10 a of the stack structure 10, thereby cooling the gas discharge side of the stack structure 10 and the outer peripheral edge of the stack structure 10. The other reaction gas heated while circulating along the portion 10a flows through the gap S between the cell units in the stack structure 10 toward the gas discharge pipe as the reaction gas discharge member 50.
Thereby, the heat generated in the stack structure 10 is carried by the reaction gas, and the region where the gas becomes high on the gas discharge side in the plane of the cell unit 100 is stacked by the reaction gas induction members 20 and 20. By cooling from the outer peripheral edge portion 10a of the structure 10, the temperature distribution in the plane of the solid electrolyte cell unit 100 of the stack structure 10 can be made uniform, and the inside of the stack structure 10 is set to a desired temperature. The difference is suppressed.
Further, by providing the cooling spot preventing member 60 at a predetermined position so as to form the reaction gas external external flow path inlet portion A and the reaction gas external external flow channel outlet portion F, the reaction gas external external flow channel inlet portion A is formed. It becomes possible to eliminate the local cooling spot generated in the stack structure 10 by the low-temperature reaction gas supplied to.
Further, the reaction gas external outer channel inlet portion A and the reaction gas external outer channel outlet portion F are formed by the cooling spot preventing member 60, and the heat transfer area is increased. Heat exchange between the low-temperature reaction gas supplied to the high-temperature reaction gas and the high-temperature reaction gas discharged from the reaction gas external flow path outlet F is supplied to the stack structure 10. This makes it possible to improve the power generation performance of the fuel cell.

＜低負荷運転時＞
ガス誘導部材２０、２０によって、他方の反応用ガスをスタック構造体１０の外周縁部１０ａに沿って周回させることによって、スタック構造体１０のガス排出側を加熱するとともに、スタック構造体１０の外周縁部１０ａに沿って周回する間に冷やされた他方の反応用ガスは、スタック構造体１０におけるセルユニット間の間隙Ｓを通じて反応用ガス排出部材５０であるガス排出管に向けて流動する。
これにより、スタック構造体１０で発生する熱量がスタック構造体外へ放熱する熱量を上回る場合において、スタック構造体１０の外周縁部１０ａからスタック構造体１０を加熱することによって、スタック構造体１０の温度を保温すると共に、スタック構造体１０の固体電解質型セルユニット１００の平面内における温度分布の均一化を図ることができ、スタック構造体１０の内部を所望の温度差に抑えられる。 <During low load operation>
The gas induction members 20, 20 circulate the other reaction gas along the outer peripheral edge portion 10 a of the stack structure 10, thereby heating the gas discharge side of the stack structure 10 and the outside of the stack structure 10. The other reaction gas cooled while circling along the peripheral edge portion 10 a flows toward the gas discharge pipe as the reaction gas discharge member 50 through the gap S between the cell units in the stack structure 10.
Thus, when the amount of heat generated in the stack structure 10 exceeds the amount of heat radiated to the outside of the stack structure, the temperature of the stack structure 10 is heated by heating the stack structure 10 from the outer peripheral edge portion 10a of the stack structure 10. The temperature distribution in the plane of the solid electrolyte cell unit 100 of the stack structure 10 can be made uniform, and the inside of the stack structure 10 can be suppressed to a desired temperature difference.

更に、冷却スポット防止部材により反応用ガス外部外流路入口部Ａと反応用ガス外部外流路出口部Ｆとを形成することによって、筐体の外部に反応用ガス排出部材を取り付けるだけでガス排出が可能となるという副次的効果が得られる。
また、筐体の内部に反応用ガス排出部材５０を作製して組み込む必要が無く、簡易的に反応用ガス外部外流路Ｆを形成することが可能となるという副次的効果が得られる。
更に、反応用ガス導入部材４０や反応用ガス排出部材５０の位置決めが容易となるという副次的効果が得られる。
更にまた、燃料電池における温度分布の均一化を図ることができるため、更なる小型化を図ることができるという副次的効果が得られる。 Further, by forming the reaction gas external outer channel inlet portion A and the reaction gas external outer channel outlet portion F by the cooling spot preventing member, gas can be discharged only by attaching the reaction gas discharge member to the outside of the housing. The secondary effect that it becomes possible is obtained.
Further, there is no need to produce and incorporate the reaction gas discharge member 50 inside the housing, and the secondary effect that the reaction gas external outer flow path F can be easily formed is obtained.
Furthermore, the secondary effect that the positioning of the reaction gas introduction member 40 and the reaction gas discharge member 50 is facilitated is obtained.
Furthermore, since the temperature distribution in the fuel cell can be made uniform, the secondary effect of further miniaturization can be obtained.

（２）第２の実施形態
図５（Ａ）は、第２の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図５（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。また、図６は、図５（Ｂ）のＶＩ−ＶＩ線における断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (2) Second Embodiment FIG. 5A is a perspective view illustrating a schematic configuration of a fuel cell according to a second embodiment, and FIG. 5B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. FIG. 6 is a partially enlarged view showing a part of the sectional view taken along line VI-VI in FIG. Arrows shown in FIG. 5 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図５及び図６に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、反応用ガス誘導部材２０及び冷却スポット防止部材６０の構成が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、反応用ガス誘導部材２０が一体型反応用ガス誘導部材ではなく、スタック構造体１０の各間隙Ｓに沿う複数の反応用ガス誘導片２０ａから成る分割型反応用ガス誘導部材である。また、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が、反応用ガス誘導部材２０側の端部であって、スタック構造体１０の各間隙Ｓの間に切り欠きされた構造を有する。更に、本実施形態においては、スタック構造体１０と反応用ガス誘導部材２０とが絶縁層７０を介さずに直に接している。
ここで、反応用ガス誘導片２０ａは、スタック構造体１０の外周縁部１０ａ、換言すればセルユニット１００の外縁部の約２／３を覆い且つ当該外周縁部１０ａに沿う長さにした横長方形の板材を、当該外周縁部１０ａに沿う一円周をなすように曲成したものである。
このような構成とすることにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られるだけでなく、スタック構造体１０の積層方向の電気的短絡を回避しつつ、スタック構造体１０の水平方向の熱伝導性を高めることができ、当該スタック構造体１０内部の熱を反応用ガス誘導片２０ａに効率良く伝達できる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the fuel cell according to this embodiment is different from the fuel cell according to the first embodiment described above in the configuration of the reaction gas guiding member 20 and the cooling spot preventing member 60. Yes.
That is, in the present embodiment, the reaction gas guiding member 20 is not an integrated reaction gas guiding member, but a divided reaction gas composed of a plurality of reaction gas guiding pieces 20 a along each gap S of the stack structure 10. It is a guide member. In the present embodiment, the cooling spot baffle member 60, an end portion of the reaction gas guide member 20 side, has a notch has been structure during each gap S of the stack structure 10. Furthermore, in the present embodiment, the stack structure 10 and the reaction gas guiding member 20 are in direct contact with each other without the insulating layer 70 interposed therebetween.
Here, the reaction gas guiding piece 20a covers the outer peripheral edge portion 10a of the stack structure 10, in other words, the lateral length that covers about 2/3 of the outer edge portion of the cell unit 100 and has a length along the outer peripheral edge portion 10a. A rectangular plate material is bent so as to form one circumference along the outer peripheral edge portion 10a.
By adopting such a configuration, not only operations and effects similar to those of the first embodiment can be obtained, but also the horizontal direction of the stack structure 10 can be avoided while avoiding an electrical short circuit in the stacking direction of the stack structure 10. The heat conductivity of the stack structure 10 can be efficiently transferred to the reaction gas guiding piece 20a.

（３）第３の実施形態
図７（Ａ）は、第３の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図７（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。なお、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (3) Third Embodiment FIG. 7A is a perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell according to a third embodiment, and FIG. 7B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. 7A. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. Arrows shown in FIG. 7 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の構成が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が反応用ガス外部外流路出口部Ｆ側の表面に、熱交換効率を高めるための熱交換部材６１を複数有する冷却スポット防止部材である。
ここで、熱交換部材６１は、スタック構造体１０の互いに重なり合うセルユニットの積層ピッチに一致した間隔にして上下多段に水平に配列されたものである。
本実施形態においては、ＳＵＳ３１６で形成されたフィンを適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＳＵＳ３０４で形成してもよい。
このような構成とすることにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られるだけでなく、冷却スポット防止部材の伝熱面積が増加することによって、反応用ガス外部外流路入口部Ａに供給される低温の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部Ｆから排出される高温の反応用ガスの熱交換を促進することができる。 As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different from the fuel cell according to the first embodiment described above in the configuration of the cooling spot preventing member 60.
That is, in the present embodiment, the cooling spot preventing member 60 is a cooling spot preventing member having a plurality of heat exchange members 61 for increasing the heat exchange efficiency on the surface on the reaction gas external outer channel outlet portion F side.
Here, the heat exchange members 61 are horizontally arranged in multiple upper and lower stages at intervals corresponding to the stacking pitch of the overlapping cell units of the stack structure 10.
In the present embodiment, the fin formed of SUS316 is applied, but the present invention is not limited to this. For example, it may be formed of SUS304.
By adopting such a configuration, not only operations and effects similar to those of the first embodiment can be obtained, but also the heat transfer area of the cooling spot preventing member can be increased, so that the reaction gas external outer flow path inlet portion A can be obtained. It is possible to promote heat exchange between the low-temperature reaction gas supplied to the high-temperature reaction gas discharged from the reaction gas external flow path outlet F.

（４）第４の実施形態
図８（Ａ）は、第４の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図８（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。なお、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (4) Fourth Embodiment FIG. 8A is a perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell according to a fourth embodiment, and FIG. 8B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. 8A. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. Arrows shown in FIG. 8 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の構成が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が反応用ガス外部外流路Ｂに導入される他方の反応用ガスの流量分布をほぼ均一とするため、反応用ガス外部外流路入口部Ａ側の表面に流量調整部材６２を複数有する冷却スポット防止部材である。
ここで、流量調整部材６２は、スタック構造体１０の互いに重なり合うセルユニットの積層ピッチに一致した間隔にして上下多段に水平に配列されたものである。
本実施形態においては、ＳＵＳ３１６で形成されたフィンを適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＳＵＳ３０４で形成してもよい。
このような構成とすることにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られるだけでなく、スタック構造体１０にほぼ均一な流量分布のガスを供給することができ、各セルユニット１００の発電量を等しくすることが可能となり、スタック構造体１０全体の発電状態を安定させることができる。 As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different from the fuel cell according to the first embodiment described above in the configuration of the cooling spot preventing member 60.
That is, in this embodiment, the cooling spot preventing member 60 makes the flow distribution of the other reaction gas introduced into the reaction gas external outer flow path B substantially uniform, so that the reaction gas external external flow path inlet A side This is a cooling spot preventing member having a plurality of flow rate adjusting members 62 on its surface.
Here, the flow rate adjusting members 62 are horizontally arranged in upper and lower stages at intervals corresponding to the stacking pitch of the overlapping cell units of the stack structure 10.
In the present embodiment, the fin formed of SUS316 is applied, but the present invention is not limited to this. For example, it may be formed of SUS304.
By adopting such a configuration, not only operations and effects similar to those of the first embodiment can be obtained, but also gas having a substantially uniform flow rate distribution can be supplied to the stack structure 10, and each cell unit 100 can be supplied. Can be made equal, and the power generation state of the entire stack structure 10 can be stabilized.

（５）第５の実施形態
図９（Ａ）は、第５の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図９（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。なお、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (5) Fifth Embodiment FIG. 9A is a perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell according to a fifth embodiment, and FIG. 9B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. 9A. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. Arrows shown in FIG. 9 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の形状が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が反応用ガス外部外流路Ｂに導入される他方の反応用ガスの流量分布をほぼ均一とするため、反応用ガス外部外流路入口部Ａ側に湾曲した湾曲構造６３を有する冷却スポット防止部材である。
このような構成とすることにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られるだけでなく、スタック構造体１０にほぼ均一な流量分布のガスを供給することができ、各セルユニット１００の発電量を等しくすることが可能となり、スタック構造体１０全体の発電状態を安定させることができる。 As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different in the shape of the cooling spot preventing member 60 from the fuel cell according to the first embodiment described above.
That is, in this embodiment, the cooling spot preventing member 60 makes the flow distribution of the other reaction gas introduced into the reaction gas external outer flow path B substantially uniform, so that the reaction gas external external flow path inlet A side It is a cooling spot prevention member which has the curved structure 63 curved in the direction.
By adopting such a configuration, not only operations and effects similar to those of the first embodiment can be obtained, but also gas having a substantially uniform flow rate distribution can be supplied to the stack structure 10, and each cell unit 100 can be supplied. Can be made equal, and the power generation state of the entire stack structure 10 can be stabilized.

（６）第６の実施形態
図１０は、第６の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図１０に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、他の構成は、第１の実施形態において説明したものと同等のものであり、説明を省略する。 (6) Sixth Embodiment FIG. 10 is a partially enlarged view showing a part of a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a fuel cell according to a sixth embodiment. Arrows shown in FIG. 10 indicates the flow direction of the reaction gas in the other direction. Other configurations are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の形状が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が第１の実施形態における冷却スポット防止部材と異なる他の形状を有するものである。
本実施形態においても、冷却スポット防止部材６０は、筐体の内部に設けられ、反応用ガス外部外流路入口部Ａと反応用ガス外部外流路出口部Ｆとを形成しており、反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部Ｆの他方の反応用ガスとの熱交換を促進し、且つ反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスとスタック構造体１０との熱交換を抑制することができる。
このような構成とすることによっても、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。 As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different in the shape of the cooling spot preventing member 60 from the fuel cell according to the first embodiment described above.
That is, in this embodiment, the cooling spot prevention member 60 has another shape different from the cooling spot prevention member in the first embodiment.
Also in this embodiment, the cooling spot preventing member 60 is provided inside the housing, and forms the reaction gas external outer channel inlet portion A and the reaction gas external outer channel outlet portion F, and the reaction gas to promote heat exchange with the outside outer passage inlet other side of the other hand the reaction gas for the reaction gas reaction gas outside outer passage outlet portion F of a, and the other reaction gas outside outer passage inlet a the heat exchange between the reaction gas and the stack structure 10 of square can be suppressed.
Even with this configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.

（７）第７の実施形態
図１１は、第７の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図１１に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、他の構成は、第１の実施形態において説明したものと同等のものであり、説明を省略する。 (7) Seventh Embodiment FIG. 11 is a partially enlarged view showing a part of a horizontal sectional view showing a schematic configuration of a fuel cell according to a seventh embodiment. Arrows shown in FIG. 11 indicates the flow direction of the reaction gas in the other direction. Other configurations are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の形状が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が第１に実施形態における冷却スポット防止部材と異なる他の形状を有するものである。更に、冷却スポット防止部材６０は、圧縮付勢されて反応用ガス誘導部材２０に接触している。
ここで、圧縮付勢されて反応用ガス誘導部材２０に接触している冷却スポット防止部材６０は、弾性を有しており、反応用ガス誘導体２０を介してスタック構造体１０を保持している。もちろん、反応用ガス導入部材４０を保持するようにしてもよい。
このような構成とすることにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られるだけでなく、車載時の振動などに起因するスタック構造体１０や反応用ガス誘導部材と筐体３０との相対的な位置のずれを冷却スポット防止部材６０によって抑制することができ、耐震性を向上させることができる。 As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different in the shape of the cooling spot preventing member 60 from the fuel cell according to the first embodiment described above.
That is, in the present embodiment, the cooling spot preventing member 60 has a different shape from the cooling spot preventing member in the first embodiment. Further, the cooling spot preventing member 60 is compressed and urged to contact the reaction gas guiding member 20.
Here, the cooling spot preventing member 60 that is compressed and biased to contact the reaction gas guiding member 20 has elasticity, and holds the stack structure 10 via the reaction gas derivative 20. . Of course, the reaction gas introduction member 40 may be held.
By adopting such a configuration, not only operations and effects similar to those of the first embodiment can be obtained, but also the stack structure 10 and the reaction gas guiding member due to vibrations when mounted on the vehicle and the housing 30 The relative position shift can be suppressed by the cooling spot preventing member 60, and the earthquake resistance can be improved.

（８）第８の実施形態
図１２（Ａ）は、第８の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図１２（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。なお、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (8) Eighth Embodiment FIG. 12A is a perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell according to an eighth embodiment, and FIG. 12B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. Arrows shown in FIG. 12 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の形状、反応用ガス導入部材４０の個数、形状及び配置が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が第１に実施形態における冷却スポット防止部材と異なる他の形状を有するものである。
また、反応用ガス導入部材４０が、第１の実施形態においては２個であり複数個配置されているところ、本実施形態においては、１個である。更に、本実施形態においては、反応用ガス導入部材４０が第１に実施形態における反応用ガス導入部材と異なる他の形状を有するものである。更にまた、反応用ガス導入部材４０が、第１の実施形態においては、反応用ガス外部外流路入口部Ａに配設されているところ、本実施形態においては、反応用ガス外部外流路出口部Ｆに配設されている。そして、本実施形態においては、反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部Ｆの他方の反応用ガスとの熱交換をより促進することができる。
このような構成とすることによっても、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。 As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different from the fuel cell according to the first embodiment described above in that the shape of the cooling spot preventing member 60 and the number, shape, and arrangement of the reaction gas introducing members 40 are the same as those described above. It is different.
That is, in the present embodiment, the cooling spot preventing member 60 has a different shape from the cooling spot preventing member in the first embodiment.
Further, there are two reaction gas introduction members 40 in the first embodiment, and a plurality of reaction gas introduction members 40 are arranged in the present embodiment. Furthermore, in the present embodiment, the reaction gas introduction member 40 has a different shape from the reaction gas introduction member in the first embodiment. Furthermore, in the first embodiment, the reaction gas introduction member 40 is disposed at the reaction gas external outer channel inlet portion A. In this embodiment, the reaction gas external outer channel outlet portion is provided. F is disposed. Then, in this embodiment, to further promote the heat exchange with other hand the reaction gas for the other hand the reaction gas outside outer passage outlet portion F and the reaction gas in the reaction gas outside outer passage inlet A Can do.
Even with this configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.

（９）第９の実施形態
図１３（Ａ）は、第９の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図１３（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。なお、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (9) Ninth Embodiment FIG. 13A is a perspective view illustrating a schematic configuration of a fuel cell according to a ninth embodiment, and FIG. 13B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. Arrows shown in FIG. 13 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の個数及び形状、並びに反応用ガス導入部材４０の個数及び形状が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、冷却スポット防止部材６０が、第１の実施形態においては２個であり複数個配置されているところ、本実施形態においては１個である。また、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が第１に実施形態における冷却スポット防止部材と異なる他の形状を有するものである。
更に、反応用ガス誘導部材４０が、第１の実施形態においては２個であり複数個配置されているところ、本実施形態においては１個である。更にまた、本実施形態においては、反応用ガス誘導部材４０が第１に実施形態における反応用ガス誘導部材と異なる他の形状（平面視扁平楕円形）を有するものである。そして、反応用ガス誘導部材４０と冷却スポット防止部材との接触面積が大きくなるように配設されており、本実施形態においては、反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスと反応用ガス外部外流路出口部Ｆの他方の反応用ガスとの熱交換をより促進することができる。
このような構成とすることによっても、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。 As shown in the figure, in the fuel cell according to the present embodiment, the number and shape of the cooling spot preventing members 60 and the number and shape of the reaction gas introducing members 40 are the same as those of the first embodiment described above. Is different.
That is, there are two cooling spot prevention members 60 in the first embodiment, and a plurality of cooling spot prevention members 60 are arranged in the present embodiment. Moreover, in this embodiment, the cooling spot prevention member 60 has the other shape different from the cooling spot prevention member in 1st Embodiment first.
Furthermore, there are two reaction gas guiding members 40 in the first embodiment, and a plurality of reaction gas guiding members 40 are arranged in the present embodiment. Furthermore, in the present embodiment, the reaction gas guiding member 40 first has another shape (a flat elliptical shape in plan view) different from the reaction gas guiding member in the embodiment. Then, a reactant gas guide member 40 is disposed so that the contact area is increased between the cooling spot baffle member, in this embodiment, the reaction gas of the other side of the reaction gas outside outer passage inlet A it can be further facilitate heat exchange between the reaction gas of the other side of the reaction gas outside outer passage outlet portion F and.
Even with this configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.

（１０）第１０の実施形態
図１４（Ａ）は、第１０の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図、（Ｂ）は、図１４（Ａ）の燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図である。なお、図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す矢印は、他方の反応用ガスの流動方向を示している。また、第１の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 (10) Tenth Embodiment FIG. 14A is a perspective view showing a schematic configuration of a fuel cell according to a tenth embodiment, and FIG. 14B is a schematic diagram of the fuel cell of FIG. It is a horizontal sectional view showing a simple configuration. Arrows shown in FIG. 14 (A) and (B) shows the flow direction of the reaction gas in the other direction. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in 1st Embodiment, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

同図に示すように、本実施形態に係る燃料電池は、冷却スポット防止部材６０の構成が、上述した第１の実施形態に係る燃料電池と相違している。
即ち、本実施形態においては、冷却スポット防止部材６０が反応用ガス導入部材４０とスタック構造体１０との間の間隙Ｕの一例である冷却スポット防止部材６０の反応用ガス誘導部材２０側表面に断熱部材６４を有する冷却スポット防止部材である。
本実施形態においては、セラミックファイバーで形成された断熱部材を適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、ガラスウールで形成してもよい。
このような構成とすることにより、第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られるだけでなく、反応用ガス外部外流路入口部Ａの他方の反応用ガスとスタック構造体１０との熱交換をより抑制することができる。更に、反応用ガス誘導部材２０と冷却スポット防止部材６０との間のガスシール性を高めることができ、反応用ガスのスムーズな流動を実現することができる。
As shown in the figure, the fuel cell according to the present embodiment is different from the fuel cell according to the first embodiment described above in the configuration of the cooling spot preventing member 60.
That is, in this embodiment, the cooling spot preventing member 60 is formed on the reaction gas guiding member 20 side surface of the cooling spot preventing member 60 which is an example of the gap U between the reaction gas introducing member 40 and the stack structure 10. This is a cooling spot preventing member having a heat insulating member 64.
In this embodiment, although the heat insulation member formed with the ceramic fiber is applied, it is not limited to this. For example, you may form with glass wool.
With such a configuration, not only the same effect as the first embodiment can be obtained, with the other hand the reaction gases and the stack structure 10 of the reaction gas outside outer passage inlet A Heat exchange can be further suppressed. Furthermore, the gas sealing property between the reaction gas guiding member 20 and the cooling spot preventing member 60 can be improved, and a smooth flow of the reaction gas can be realized.

以上、本発明を若干の実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by some embodiment, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this invention.

例えば、上述した各実施形態に記載した構成は、各実施形態毎に限定されるものではなく、例えば反応用ガス誘導部材、反応用ガス導入部材などの構成の細部を変更したり、各実施形態の構成を上述した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。 For example, the configuration described in each embodiment described above is not limited to each embodiment. For example, the configuration details of the reaction gas guiding member, the reaction gas introducing member, etc. may be changed, or each embodiment may be changed. It is possible to make a combination other than the above-described embodiments.

また、上述した各実施形態においては、固体電解質型セルとして燃料極支持型を用いる場合を例に挙げて説明したが、固体電解質型セルとして空気極支持型、電解質支持型及び多孔質金属支持型のいずれを採用する場合についても、本発明を適用することができる。 Further, in each of the above-described embodiments, the case where the fuel electrode support type is used as the solid electrolyte type cell has been described as an example. However, as the solid electrolyte type cell, the air electrode support type, the electrolyte support type and the porous metal support type are used. The present invention can be applied to any of these cases.

第１の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 1st Embodiment. 図１（Ｂ）のＩＩ−ＩＩ”線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II "line of FIG. 1 (B). 図１（Ｂ）のＩＩ−ＩＩ”線における断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show a part of sectional drawing in the II-II "line of FIG. 1 (B). 第１の実施形態に係る燃料電池におけるセルユニットの概略的な構成を示す分解斜視図（Ａ）及びスタック構造体の概略的な構成を示す斜視図（Ｂ）である。FIG. 2 is an exploded perspective view (A) showing a schematic configuration of a cell unit in the fuel cell according to the first embodiment, and a perspective view (B) showing a schematic configuration of a stack structure. 第２の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 2nd Embodiment. 図５（Ｂ）のＶＩ−ＶＩ線における断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show a part of sectional drawing in the VI-VI line of FIG. 5 (B). 第３の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。FIG. 9 is a perspective view (A) and a horizontal sectional view (B) showing a schematic configuration of a fuel cell according to a fourth embodiment. 第５の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 5th Embodiment. 第６の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show a part of horizontal sectional view which shows schematic structure of the fuel cell which concerns on 6th Embodiment. 第７の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す水平断面図の一部を拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show a part of horizontal sectional view which shows schematic structure of the fuel cell which concerns on 7th Embodiment. 第８の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 8th Embodiment. 第９の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 9th Embodiment. 第１０の実施形態に係る燃料電池の概略的な構成を示す斜視図（Ａ）及び水平断面図（Ｂ）である。It is the perspective view (A) and horizontal sectional view (B) which show the schematic structure of the fuel cell which concerns on 10th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０スタック構造体
２０反応用ガス誘導部材
３０筐体
４０反応用ガス導入部材
５０反応用ガス排出部材
６０反応用ガス誘導部材
１００セルスタック
Ｓ、Ｔ、Ｕ間隙
Ｚ反応用ガス内部流路
Ａ反応用ガス外部外流路入口部
Ｂ反応用ガス外部外流路
Ｃ反応用ガス外部内流路入口
Ｄ反応用ガス外部内流路
Ｅ反応用ガス外部内流路出口
Ｆ反応用ガス外部外流路出口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stack structure 20 Reaction gas induction member 30 Case 40 Reaction gas introduction member 50 Reaction gas discharge member 60 Reaction gas induction member 100 Cell stack S, T, U Gap Z Reaction gas internal flow path A For reaction Gas external external channel inlet B Reaction gas external external channel C Reaction gas external internal channel inlet D Reaction gas external internal channel E Reaction gas external internal channel outlet F Reaction gas external external channel outlet

Claims

複数の円盤形のセルユニットを互いに間隙をもって積層して成り、該セルユニットの内部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が流通する反応用ガス内部流路を有するスタック構造体と、
上記スタック構造体の外周縁部に設けられ、上記スタック構造体と共に該セルユニットの外側に他方の反応用ガスが流通する反応用ガス外部内流路と、反応用ガス外部内流路入口と、該スタック構造体の軸線に対して該反応用ガス外部内流路入口と反対側の位置に設けられる反応用ガス外部内流路出口とを形成する反応用ガス誘導部材と、
上記反応用ガス誘導部材と共に該反応用ガス誘導部材の外側に他方の反応用ガスが流通する反応用ガス外部外流路を形成すると共に、上記スタック構造体及び上記反応用ガス誘導部材を収容する円筒型の筐体と、
上記筐体の内部に設けられ、該筐体に他方の反応用ガスを導入する反応用ガス導入部材と、
上記筐体の内部に設けられる冷却スポット防止部材と、
を備え、
上記冷却スポット防止部材は、上記スタック構造体の外部に該冷却スポット防止部材を介して仕切られた反応用ガス外部外流路入口部と反応用ガス外部外流路出口部とを形成し、且つ、該冷却スポット防止部材の一部が上記反応用ガス導入部材と係合し、他部が上記反応用ガス誘導部材と係合すると共に、該反応用ガス導入部材と該反応用ガス誘導部材との間に間隙を形成して、該反応用ガス外部外流路入口部の他方の反応用ガスと該反応用ガス外部外流路出口部の他方の反応用ガスとの熱交換を促進し、
上記冷却スポット防止部材は、上記反応用ガス導入部材と上記スタック構造体との間に間隙を形成して、該反応用ガス外部外流路入口部の他方の反応用ガスと上記スタック構造体との熱交換を抑制する
ことを特徴とする燃料電池。 A stack structure comprising a plurality of disk-shaped cell units stacked with a gap between each other, and a reaction gas internal flow path through which either one of a fuel gas and an oxidizing gas flows. When,
A reaction gas external internal flow path that is provided on the outer peripheral edge of the stack structure and through which the other reaction gas flows outside the cell unit together with the stack structure; a reaction gas external internal flow path inlet ; a reaction gas guide member forming the reaction gas outside the flow path outlet provided on the opposite side of the position and the reflected applications gas outside the flow path inlet with respect to the axis of the stack structure,
The reaction gas guide member and the reaction gas guide member are formed on the outside of the reaction gas guide channel so that the other reaction gas flows outside, and a cylinder that houses the stack structure and the reaction gas guide member. Mold housing,
Provided inside of the housing, a reaction gas introducing member for introducing the other reactant gas into said housing,
A cooling spot baffle member et provided inside the of the housing,
Equipped with a,
The cooling spot preventing member forms a reaction gas external outer channel inlet portion and a reaction gas external outer channel outlet portion partitioned through the cooling spot preventing member outside the stack structure, and A part of the cooling spot preventing member engages with the reaction gas introducing member, and the other part engages with the reaction gas guiding member, and between the reaction gas introducing member and the reaction gas guiding member. Forming a gap to promote heat exchange between the other reaction gas at the reaction gas external outer channel inlet and the other reaction gas at the reaction gas external outer channel outlet,
The cooling spot prevention member forms a gap between the reaction gas introduction member and the stack structure, and the other reaction gas at the reaction gas external outer channel inlet portion and the stack structure A fuel cell characterized by suppressing heat exchange .

上記反応用ガス誘導部材が、上記スタック構造体の各間隙に沿う複数の反応用ガス誘導片から成る分割型反応用ガス誘導部材であり、
上記冷却スポット防止部材は、上記分割型反応用ガス誘導部材側の端部が、上記スタック構造体の各間隙の間に切り欠きされた構造を有し、該スタック構造体及び該分割型反応用ガス誘導部材のうち該分割型反応用ガス誘導部材にのみ接触する、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 The reaction gas guide member is a split reaction gas guide member composed of a plurality of reaction gas guide pieces along the gaps of the stack structure,
The cooling spot baffle member, the end of the split type reaction gas guide member side, have a notch has been structure during each gap of the stack structure, the stack structure and the split reaction 2. The fuel cell according to claim 1 , wherein the fuel cell is in contact with only the split type reaction gas induction member of the gas induction member for operation .

上記冷却スポット防止部材は、上記反応用ガス外部外流路出口部側の表面に、熱交換効率を高めるための熱交換部材を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 2. The fuel cell according to claim 1 , wherein the cooling spot prevention member has a heat exchange member for increasing heat exchange efficiency on a surface of the reaction gas external outer channel outlet portion side.

上記冷却スポット防止部材は、上記反応用ガス外部外流路から上記スタック構造体に導入される他方の反応用ガスの流量分布をほぼ均一とするため、上記反応用ガス外部外流路入口部側の表面に流量調整部材を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 The cooling spot prevention member has a surface on the inlet side of the reaction gas external outer channel to make the flow rate distribution of the other reaction gas introduced from the reaction gas external outer channel into the stack structure substantially uniform. The fuel cell according to claim 1, further comprising a flow rate adjusting member.

上記冷却スポット防止部材は、上記反応用ガス外部外流路から上記スタック構造体に導入される他方の反応用ガスの流量分布をほぼ均一とするため、上記反応用ガス外部外流路入口部側に湾曲した湾曲構造を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 The cooling spot preventing member is curved toward the reaction gas external outer channel inlet side in order to make the flow rate distribution of the other reaction gas introduced from the reaction gas external outer channel into the stack structure substantially uniform. The fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell has a curved structure.

上記冷却スポット防止部材は、圧縮付勢されて上記反応用ガス誘導部材に接触している、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。 2. The fuel cell according to claim 1 , wherein the cooling spot preventing member is compressed and urged to contact the reaction gas guiding member.