JP6634492B1

JP6634492B1 - Fuel cell device

Info

Publication number: JP6634492B1
Application number: JP2018192407A
Authority: JP
Inventors: 裕己田中; 博史菅; 誠大森
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2038-10-11
Also published as: JP2020061293A

Abstract

【課題】マニホールドに生じる応力を低減できる燃料電池装置を提供する。【解決手段】燃料電池装置１００は、燃料電池セル１０、マニホールド２、燃料処理器７０、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２を備えている。マニホールド２は、ガス供給室２１及びガス回収室２２を有する。マニホールド２は、燃料電池セル１０を支持する。燃料処理器７０は、ガス供給室２１に供給される燃料ガスを生成する。燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２は、燃料処理器７０とマニホールド２とを連結する。燃料ガス供給管Ｐ１は、燃料ガスをガス供給室２１に供給する。オフガス供給管Ｐ２は、ガス回収室２２からのオフガスを燃料処理器に供給する。燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方を介してマニホールド２との接合部分に作用する応力を緩和するように構成された応力緩和部を有する。【選択図】図７An object of the present invention is to provide a fuel cell device capable of reducing stress generated in a manifold. A fuel cell device includes a fuel cell, a manifold, a fuel processor, a fuel gas supply pipe, and an off gas supply pipe. The manifold 2 has a gas supply chamber 21 and a gas recovery chamber 22. The manifold 2 supports the fuel cell 10. The fuel processor 70 generates a fuel gas supplied to the gas supply chamber 21. The fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 connect the fuel processor 70 and the manifold 2. The fuel gas supply pipe P1 supplies fuel gas to the gas supply chamber 21. The off-gas supply pipe P2 supplies the off-gas from the gas recovery chamber 22 to the fuel processor. At least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 is configured to relieve stress acting on a joint portion with the manifold 2 via at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2. It has a relaxation part. [Selection diagram] FIG.

Description

本発明は、燃料電池装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell device.

セルスタック装置は、燃料電池セル及びマニホールドを備えている。特許文献１に開示されたセルスタック装置では、マニホールドは、ガス供給室とガス回収室とを有している。ガス供給室には、燃料ガスが供給される供給部が接続されている。ガス回収室には、マニホールドから燃料ガスを排出する排出部が接続されている。 The cell stack device includes a fuel cell and a manifold. In the cell stack device disclosed in Patent Document 1, the manifold has a gas supply chamber and a gas recovery chamber. A supply unit to which fuel gas is supplied is connected to the gas supply chamber. A discharge unit for discharging fuel gas from the manifold is connected to the gas recovery chamber.

特許第６０３０２６０号公報Japanese Patent No. 6030260

上記特許文献１のセルスタック装置のマニホールドには、供給部と排出部との２つの配管が接続されている。供給部及び排出部が燃料処理器に接続される場合、供給部及び排出部を通じてマニホールドに応力が加えられて、クラックが生じる恐れがある。そこで、本発明の課題は、マニホールドに生じる応力を低減することができる燃料電池装置を提供することにある。 Two pipes, a supply part and a discharge part, are connected to the manifold of the cell stack device of Patent Document 1. When the supply unit and the discharge unit are connected to the fuel processor, stress is applied to the manifold through the supply unit and the discharge unit, and a crack may occur. Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell device that can reduce stress generated in a manifold.

本発明のある側面に係る燃料電池装置は、燃料電池セルと、マニホールドと、燃料処理器と、燃料ガス供給管と、オフガス供給管と、を備えている。マニホールドは、ガス供給室及びガス回収室を有する。また、マニホールドは、燃料電池セルを支持する。燃料処理器は、ガス供給室に供給される燃料ガスを生成する。燃料ガス供給管は、燃料処理器とマニホールドとを連結する。また燃料ガス供給管は、燃料ガスをガス供給室に供給する。オフガス供給管は、燃料処理器とマニホールドとを連結する。また、オフガス供給管は、ガス回収室からのオフガスを燃料処理器に供給する。燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方は、応力緩和部を有する。応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方を介してマニホールドとの接合部分に作用する応力を緩和するように構成されている。 A fuel cell device according to one aspect of the present invention includes a fuel cell, a manifold, a fuel processor, a fuel gas supply pipe, and an off-gas supply pipe. The manifold has a gas supply chamber and a gas recovery chamber. Further, the manifold supports the fuel cells. The fuel processor generates a fuel gas to be supplied to the gas supply chamber. The fuel gas supply pipe connects the fuel processor and the manifold. The fuel gas supply pipe supplies the fuel gas to the gas supply chamber. The off-gas supply pipe connects the fuel processor and the manifold. The off-gas supply pipe supplies off-gas from the gas recovery chamber to the fuel processor. At least one of the fuel gas supply pipe and the off-gas supply pipe has a stress relaxation portion. The stress relieving section is configured to relieve stress acting on a joint portion with the manifold via at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe.

この構成によれば、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方は、応力緩和部を有している。このため、供給管に応力が加えられても、応力緩和部でマニホールドとの接合部分に作用する応力を緩和することができる。したがって、マニホールドに生じる応力を低減することができる。 According to this configuration, at least one of the fuel gas supply pipe and the off-gas supply pipe has the stress relaxation portion. For this reason, even if a stress is applied to the supply pipe, the stress applied to the joint with the manifold at the stress relieving portion can be relieved. Therefore, the stress generated in the manifold can be reduced.

好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方に応力が作用したときに変形するように構成される。この構成によれば、応力緩和部が優先的に変形するので、マニホールドに生じる応力を低減することができる。 Preferably, the stress relaxation unit is configured to be deformed when stress acts on at least one of the fuel gas supply pipe and the off-gas supply pipe. According to this configuration, since the stress relaxation portion is preferentially deformed, the stress generated in the manifold can be reduced.

好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の一方を他方よりも曲げ剛性を小さくすることによって構成される。 Preferably, the stress relieving section is configured by making one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe bending less rigid than the other.

好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の一方を他方よりも肉厚を薄くすることによって構成される。好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の一方を他方よりも外径を小さくすることによって構成される。 Preferably, the stress relaxation unit is configured by making one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe thinner than the other. Preferably, the stress relaxation unit is configured by making one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe smaller in outer diameter than the other.

好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方に形成された屈曲部によって構成される。好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方に形成された湾曲部によって構成される。 Preferably, the stress relieving portion is constituted by a bent portion formed on at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe. Preferably, the stress relieving section is constituted by a curved section formed on at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe.

好ましくは、応力緩和部は、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の一方を構成する材料を他方を構成する材料よりも弾性率を小さくすることによって構成される。 Preferably, the stress relaxation unit is configured by making the material constituting one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe smaller in elastic modulus than the material constituting the other.

好ましくは、燃料ガス供給管及びオフガス供給管の少なくとも一方は、大径部と、この大径部の外径よりも小さい小径部とを有する。応力緩和部は、小径部によって構成される。 Preferably, at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe has a large diameter part and a small diameter part smaller than the outer diameter of the large diameter part. The stress relieving portion is constituted by a small diameter portion.

好ましくは、燃料処理器は、マニホールドの底面と対向するように配置される。 Preferably, the fuel processor is arranged to face the bottom surface of the manifold.

本発明によれば、マニホールドに生じる応力を低減することができる。 According to the present invention, the stress generated in the manifold can be reduced.

燃料電池装置の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a fuel cell device. マニホールドの断面図。Sectional drawing of a manifold. マニホールドの上面図。FIG. 3 is a top view of the manifold. セルスタック装置の断面図。Sectional drawing of a cell stack apparatus. 燃料電池セルの斜視図。The perspective view of a fuel cell. 燃料電池セルの断面図。Sectional drawing of a fuel cell. 燃料電池装置の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a fuel cell device. 変形例に係る燃料電池装置の概略図。The schematic diagram of the fuel cell device concerning a modification. 変形例に係る燃料電池装置の概略図。The schematic diagram of the fuel cell device concerning a modification. 変形例に係る燃料電池装置の概略図。The schematic diagram of the fuel cell device concerning a modification. 変形例に係る燃料電池装置の概略図。The schematic diagram of the fuel cell device concerning a modification. 変形例に係る燃料電池装置の概略図。The schematic diagram of the fuel cell device concerning a modification. 変形例に係るセルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack apparatus concerning a modification. 変形例に係るセルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack apparatus concerning a modification.

以下、本発明に係る燃料電池装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、燃料電池セルの一例として固体酸化物形燃料電池セル（ＳＯＦＣ）を用いて説明する。図１は燃料電池装置を示す斜視図、図２はマニホールドの断面図である。なお、図１及び図２において、いくつかの燃料電池セルの記載を省略している。 Hereinafter, embodiments of a fuel cell device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a solid oxide fuel cell (SOFC) will be described as an example of a fuel cell. FIG. 1 is a perspective view showing a fuel cell device, and FIG. 2 is a sectional view of a manifold. In FIGS. 1 and 2, some fuel cells are not shown.

［燃料電池装置］
図１に示すように、燃料電池装置１００は、マニホールド２と、複数の燃料電池セル１０と、燃料処理器７０と、燃料ガス供給管Ｐ１（図７参照）と、オフガス供給管Ｐ２（図７参照）と、を備えている。 [Fuel cell device]
As shown in FIG. 1, the fuel cell device 100 includes a manifold 2, a plurality of fuel cells 10, a fuel processor 70, a fuel gas supply pipe P1 (see FIG. 7), and an off gas supply pipe P2 (see FIG. 7). See).

［マニホールド］
図２に示すように、マニホールド２は、燃料電池セル１０にガスを供給するように構成されている。また、マニホールド２は、燃料電池セル１０から排出されたガスを回収するように構成されている。マニホールド２は、ガス供給室２１とガス回収室２２とを有している。ガス供給室２１には、燃料処理器７０から燃料ガスが供給される。ガス回収室２２は、各燃料電池セル１０にて使用された燃料ガスを回収する。 [Manifold]
As shown in FIG. 2, the manifold 2 is configured to supply gas to the fuel cell 10. Further, the manifold 2 is configured to collect gas discharged from the fuel cell 10. The manifold 2 has a gas supply chamber 21 and a gas recovery chamber 22. Fuel gas is supplied from the fuel processor 70 to the gas supply chamber 21. The gas recovery chamber 22 recovers the fuel gas used in each fuel cell 10.

マニホールド２は、マニホールド本体部２３と、仕切板２４とを有している。マニホールド本体部２３は、内部に空間を有している。マニホールド本体部２３は、直方体状である。 The manifold 2 has a manifold body 23 and a partition plate 24. The manifold body 23 has a space inside. The manifold body 23 has a rectangular parallelepiped shape.

図３に示すように、マニホールド本体部２３の天板部２３１には、複数の貫通孔２３２が形成されている。各貫通孔２３２は、マニホールド本体部２３の長さ方向（ｚ軸方向）に間隔をあけて並んでいる。各貫通孔２３２は、マニホールド本体部２３の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。各貫通孔２３２は、ガス供給室２１及びガス回収室２２と連通している。なお、各貫通孔２３２は、ガス供給室２１と連通する部分とガス回収室２２と連通する部分とに分かれていてもよい。 As shown in FIG. 3, a plurality of through holes 232 are formed in the top plate 231 of the manifold body 23. The through holes 232 are arranged at intervals in the length direction (z-axis direction) of the manifold body 23. Each through hole 232 extends in the width direction (y-axis direction) of the manifold body 23. Each through-hole 232 communicates with the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22. Each through-hole 232 may be divided into a portion communicating with the gas supply chamber 21 and a portion communicating with the gas recovery chamber 22.

仕切板２４は、マニホールド本体部２３の空間をガス供給室２１とガス回収室２２とに仕切っている。詳細には、仕切板２４は、マニホールド本体部２３の略中央部において、マニホールド本体部２３の長さ方向に延びている。仕切板２４は、マニホールド本体部２３の空間を完全に仕切っている必要は無く、仕切板２４とマニホールド本体部２３との間に隙間が形成されていてもよい。 The partition plate 24 divides the space of the manifold body 23 into a gas supply chamber 21 and a gas recovery chamber 22. Specifically, the partition plate 24 extends in the length direction of the manifold main body 23 at a substantially central portion of the manifold main body 23. The partition plate 24 does not need to completely partition the space of the manifold main body 23, and a gap may be formed between the partition plate 24 and the manifold main body 23.

図２に示すように、ガス供給室２１の底面には、ガス供給口２１１が形成されている。また、ガス回収室２２の底面には、ガス排出口２２１が形成されている。ガス供給口２１１は、例えば、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）において、マニホールド２の中心Ｃよりも第１端部２０１側に配置されている。一方、ガス排出口２２１は、例えば、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）において、マニホールド２の中心Ｃよりも第２端部２０２側に配置されている。 As shown in FIG. 2, a gas supply port 211 is formed on the bottom surface of the gas supply chamber 21. Further, a gas outlet 221 is formed on the bottom surface of the gas recovery chamber 22. The gas supply port 211 is arranged, for example, closer to the first end 201 than the center C of the manifold 2 in the arrangement direction (z-axis direction) of the fuel cells 10. On the other hand, the gas outlet 221 is arranged closer to the second end 202 than the center C of the manifold 2 in the arrangement direction of the fuel cells 10 (z-axis direction), for example.

［燃料電池セル］
図４は、セルスタック装置の断面図を示している。なお、セルスタック装置は、複数の燃料電池セル１０とマニホールド２とから構成されている。図４に示すように、燃料電池セル１０は、マニホールド２から上方に延びている。燃料電池セル１０は、基端部１０１がマニホールド２に取り付けられている。すなわち、マニホールド２は、各燃料電池セル１０の基端部１０１を支持している。本実施形態では、燃料電池セル１０の基端部１０１は下端部を意味し、燃料電池セル１０の先端部１０２は上端部を意味する。 [Fuel cell]
FIG. 4 is a sectional view of the cell stack device. Note that the cell stack device includes a plurality of fuel cells 10 and a manifold 2. As shown in FIG. 4, the fuel cell 10 extends upward from the manifold 2. The fuel cell 10 has a base end 101 attached to the manifold 2. That is, the manifold 2 supports the base end 101 of each fuel cell 10. In the present embodiment, the base end 101 of the fuel cell 10 means the lower end, and the front end 102 of the fuel cell 10 means the upper end.

図１に示すように、各燃料電池セル１０は、主面同士が対向するように並べられている。また、各燃料電池セル１０は、マニホールド２の長さ方向（ｚ軸方向）に沿って間隔をあけて並べられている。すなわち、燃料電池セル１０の配列方向は、マニホールド２の長さ方向に沿っている。なお、各燃料電池セル１０は、マニホールド２の長さ方向に沿って等間隔に配置されていなくてもよい。 As shown in FIG. 1, the fuel cells 10 are arranged such that their main surfaces face each other. In addition, the fuel cells 10 are arranged at intervals along the length direction (z-axis direction) of the manifold 2. That is, the arrangement direction of the fuel cells 10 is along the length direction of the manifold 2. The fuel cells 10 need not be arranged at regular intervals along the length direction of the manifold 2.

図４及び図５に示すように、燃料電池セル１０は、支持基板４と、複数の発電素子部５と、連通部材３と、を有している。各発電素子部５は、支持基板４の第１主面４５及び第２主面４６に支持されている。なお、第１主面４５に形成される発電素子部５の数と第２主面４６に形成される発電素子部５の数とは、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。また、各発電素子部５の大きさは、互いに異なっていてもよい。 As shown in FIGS. 4 and 5, the fuel cell unit 10 includes a support substrate 4, a plurality of power generation elements 5, and a communication member 3. Each power generating element unit 5 is supported by the first main surface 45 and the second main surface 46 of the support substrate 4. In addition, the number of the power generating element portions 5 formed on the first main surface 45 and the number of the power generating element portions 5 formed on the second main surface 46 may be the same or different. In addition, the sizes of the power generating elements 5 may be different from each other.

［支持基板］
支持基板４は、マニホールド２から上下方向に延びている。詳細には、支持基板４は、マニホールド２から上方に延びている。支持基板４は、扁平状であり、基端部４１と先端部４２とを有している。基端部４１及び先端部４２は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）における両端部である。本実施形態では、支持基板４の基端部４１は下端部を意味し、支持基板４の先端部４２は上端部を意味する。 [Support substrate]
The support substrate 4 extends vertically from the manifold 2. Specifically, the support substrate 4 extends upward from the manifold 2. The support substrate 4 is flat and has a base end 41 and a tip 42. The base 41 and the distal end 42 are both ends in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. In the present embodiment, the base end 41 of the support substrate 4 means the lower end, and the front end 42 of the support substrate 4 means the upper end.

支持基板４の基端部４１は、マニホールド２に取り付けられる。例えば、支持基板４の基端部４１は、接合材などによってマニホールド２の天板部２３１に取り付けられる。詳細には、支持基板４の基端部４１は、天板部２３１に形成された貫通孔２３４に挿入されている。なお、支持基板４の基端部４１は、貫通孔２３４に挿入されていなくてもよい。このように支持基板４の基端部４１がマニホールド２に取り付けられることによって、支持基板４の基端部４１は、ガス供給室２１及びガス回収室２２と連結している。 The base end 41 of the support substrate 4 is attached to the manifold 2. For example, the base end 41 of the support substrate 4 is attached to the top plate 231 of the manifold 2 by a bonding material or the like. More specifically, the base end 41 of the support substrate 4 is inserted into a through hole 234 formed in the top plate 231. Note that the base end portion 41 of the support substrate 4 may not be inserted into the through hole 234. By attaching the base end 41 of the support substrate 4 to the manifold 2 in this manner, the base end 41 of the support substrate 4 is connected to the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22.

支持基板４は、複数の第１ガス流路４３と、複数の第２ガス流路４４とを有している。第１ガス流路４３は、支持基板４内を上下方向に延びている。すなわち、第１ガス流路４３は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に延びている。第１ガス流路４３は、支持基板４を貫通している。各第１ガス流路４３は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）において互いに間隔をあけて配置されている。なお、各第１ガス流路４３は、等間隔に配置されていることが好ましい。支持基板４は、長さ方向（ｘ軸方向）よりも幅方向（ｙ軸方向）の寸法の方が長くてもよい。 The support substrate 4 has a plurality of first gas passages 43 and a plurality of second gas passages 44. The first gas passage 43 extends in the support substrate 4 in the up-down direction. That is, the first gas channel 43 extends in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. The first gas passage 43 penetrates the support substrate 4. The first gas passages 43 are arranged at an interval in the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. In addition, it is preferable that the first gas channels 43 are arranged at equal intervals. The support substrate 4 may be longer in the width direction (y-axis direction) than in the length direction (x-axis direction).

第１ガス流路４３は、燃料電池セル１０の基端部１０１から先端部１０２に向かって延びている。燃料電池セル１０をマニホールド２に取り付けた状態において、第１ガス流路４３は、基端部１０１側において、ガス供給室２１と連通している。 The first gas passage 43 extends from the base end 101 to the front end 102 of the fuel cell 10. In a state where the fuel cell 10 is mounted on the manifold 2, the first gas flow path 43 communicates with the gas supply chamber 21 on the base end 101 side.

第２ガス流路４４は、支持基板４内を上下方向に延びている。すなわち、第２ガス流路４４は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に延びている。第２ガス流路４４は、第１ガス流路４３と実質的に平行に延びている。 The second gas flow path 44 extends vertically in the support substrate 4. That is, the second gas flow path 44 extends in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. The second gas passage 44 extends substantially parallel to the first gas passage 43.

第２ガス流路４４は、支持基板４を貫通している。各第２ガス流路４４は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）において互いに間隔をあけて配置されている。なお、各第２ガス流路４４は、等間隔に配置されていることが好ましい。 The second gas flow path 44 penetrates the support substrate 4. The second gas flow paths 44 are arranged at intervals in the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. In addition, it is preferable that the second gas flow paths 44 are arranged at equal intervals.

第２ガス流路４４は、燃料電池セル１０の先端部１０２から基端部１０１に向かって延びている。燃料電池セル１０をマニホールド２に取り付けた状態において、第２ガス流路４４は、基端部１０１側において、マニホールド２のガス回収室２２と連通している。 The second gas flow path 44 extends from the front end 102 to the base 101 of the fuel cell 10. When the fuel cell 10 is attached to the manifold 2, the second gas flow path 44 communicates with the gas recovery chamber 22 of the manifold 2 on the base end 101 side.

隣り合う第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とのピッチｐ０は、隣り合う第１ガス流路４３のピッチｐ１よりも大きい。また、隣り合う第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とのピッチｐ０は、隣り合う第２ガス流路４４のピッチｐ２よりも大きい。 The pitch p0 between the adjacent first gas flow paths 43 and the second gas flow paths 44 is larger than the pitch p1 between the adjacent first gas flow paths 43. Further, the pitch p0 between the adjacent first gas passage 43 and the second gas passage 44 is larger than the pitch p2 between the adjacent second gas passages 44.

第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とは、燃料電池セル１０の先端部１０２側において互いに連通している。詳細には、第１ガス流路４３と、第２ガス流路４４とが、連通部材３の連通流路３０を介して連通している。 The first gas passage 43 and the second gas passage 44 communicate with each other on the side of the front end portion 102 of the fuel cell 10. Specifically, the first gas passage 43 and the second gas passage 44 communicate with each other via the communication passage 30 of the communication member 3.

第１ガス流路４３及び第２ガス流路４４は、第１ガス流路４３内におけるガスの圧力損失が第２ガス流路４４内におけるガスの圧力損失よりも小さくなるように構成されている。このような構成として、例えば、各第１ガス流路４３の流路断面積は、各第２ガス流路４４の流路断面積よりも大きい。 The first gas passage 43 and the second gas passage 44 are configured such that the pressure loss of the gas in the first gas passage 43 is smaller than the pressure loss of the gas in the second gas passage 44. . With such a configuration, for example, the flow path cross-sectional area of each first gas flow path 43 is larger than the flow path cross-sectional area of each second gas flow path 44.

図５に示すように、支持基板４は、第１主面４５と、第２主面４６とを有している。第１主面４５と第２主面４６とは、互いに反対を向いている。第１主面４５及び第２主面４６は、各発電素子部５を支持している。第１主面４５及び第２主面４６は、支持基板４の厚さ方向（ｚ軸方向）を向いている。また、支持基板４の各側面４７は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）を向いている。各側面４７は、湾曲していてもよい。図１に示すように、各支持基板４は、第１主面４５と第２主面４６とが対向するように配置されている。 As shown in FIG. 5, the support substrate 4 has a first main surface 45 and a second main surface 46. The first main surface 45 and the second main surface 46 are opposite to each other. The first main surface 45 and the second main surface 46 support each power generation element unit 5. The first main surface 45 and the second main surface 46 face the thickness direction (the z-axis direction) of the support substrate 4. Each side surface 47 of the support substrate 4 faces the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. Each side surface 47 may be curved. As shown in FIG. 1, each support substrate 4 is arranged such that the first main surface 45 and the second main surface 46 face each other.

図５に示すように、支持基板４は、発電素子部５を支持している。支持基板４は、電子伝導性を有さない多孔質の材料によって構成される。支持基板４は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成される。または、支持基板４は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ_２Ｏ_３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＭｇＡｌ_２Ｏ_４（マグネシアアルミナスピネル）とから構成されてもよい。支持基板４の気孔率は、例えば、２０〜６０％程度である。この気孔率は、例えば、アルキメデス法、又は微構造観察により測定される。 As shown in FIG. 5, the support substrate 4 supports the power generation element unit 5. The support substrate 4 is made of a porous material having no electron conductivity. The support substrate 4 is made of, for example, CSZ (calcia-stabilized zirconia). Alternatively, the support substrate 4 may be composed of NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia), or composed of NiO (nickel oxide) and Y ₂ O ₃ (yttria). Alternatively, it may be composed of MgO (magnesium oxide) and MgAl ₂ O ₄ (magnesia alumina spinel). The porosity of the support substrate 4 is, for example, about 20 to 60%. This porosity is measured, for example, by the Archimedes method or microstructure observation.

支持基板４は、緻密層４８によって覆われている。緻密層４８は、第１ガス流路４３及び第２ガス流路４４から支持基板４内に拡散されたガスが外部に排出されることを抑制するように構成されている。本実施形態では、緻密層４８は、支持基板４の第１主面４５、第２主面４６、及び各側面４７を覆っている。なお、本実施形態では、緻密層４８は、後述する電解質７と、インターコネクタ９１とによって構成されている。緻密層４８は、支持基板４よりも緻密である。例えば、緻密層４８の気孔率は、０〜７％程度である。 The support substrate 4 is covered with the dense layer 48. The dense layer 48 is configured to suppress the gas diffused into the support substrate 4 from the first gas passage 43 and the second gas passage 44 from being discharged to the outside. In the present embodiment, the dense layer 48 covers the first main surface 45, the second main surface 46, and the side surfaces 47 of the support substrate 4. In the present embodiment, the dense layer 48 includes the electrolyte 7 described later and an interconnector 91. The dense layer 48 is denser than the support substrate 4. For example, the porosity of the dense layer 48 is about 0 to 7%.

［発電素子部］
複数の発電素子部５が、支持基板４の第１主面４５及び第２主面４６に支持されている。各発電素子部５は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に配列されている。詳細には、各発電素子部５は、支持基板４上において、基端部４１から先端部４２に向かって互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、各発電素子部５は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に沿って、間隔をあけて配置されている。なお、各発電素子部５は、後述する電気的接続部９によって、互いに直列に接続されている。 [Power generation element]
The plurality of power generation elements 5 are supported on the first main surface 45 and the second main surface 46 of the support substrate 4. The power generating elements 5 are arranged in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. More specifically, the power generating element units 5 are arranged on the support substrate 4 at intervals from the base end 41 toward the distal end 42. That is, the power generating elements 5 are arranged at intervals along the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. The power generating elements 5 are connected in series to each other by an electrical connection 9 described later.

発電素子部５は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。発電素子部５は、支持基板４の幅方向において第１部分５１と第２部分５２とに区画される。なお、第１部分５１と第２部分５２との厳密な境界はない。例えば、燃料電池セル１０をマニホールド２に取り付けた状態において、支持基板４の長さ方向視（ｘ軸方向視）において、ガス供給室２１とガス回収室２２との境界と重複する部分を、第１部分５１と第２部分５２との境界部とすることができる。 The power generation element portion 5 extends in the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. The power generation element section 5 is divided into a first portion 51 and a second portion 52 in the width direction of the support substrate 4. Note that there is no strict boundary between the first portion 51 and the second portion 52. For example, when the fuel cell 10 is mounted on the manifold 2, the portion overlapping the boundary between the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22 in the length direction of the support substrate 4 (in the x-axis direction) is defined as It can be a boundary between the first portion 51 and the second portion 52.

支持基板４の厚さ方向視（ｚ軸方向視）において、第１ガス流路４３は、発電素子部５の第１部分５１と重複している。また、支持基板４の厚さ方向視（ｚ軸方向視）において、第２ガス流路４４は、発電素子部５の第２部分５２と重複している。なお、複数の第１ガス流路４３のうち、一部の第１ガス流路４３が第１部分５１と重複していなくてもよい。同様に、複数の第２ガス流路４４のうち、一部の第２ガス流路４４が第２部分５２と重複していなくてもよい。 When viewed in the thickness direction of the support substrate 4 (when viewed in the z-axis direction), the first gas channel 43 overlaps the first portion 51 of the power generation element unit 5. When viewed in the thickness direction of the support substrate 4 (as viewed in the z-axis direction), the second gas flow path 44 overlaps with the second portion 52 of the power generation element unit 5. Note that, among the plurality of first gas passages 43, some of the first gas passages 43 do not have to overlap with the first portion 51. Similarly, a part of the second gas passages 44 among the plurality of second gas passages 44 may not overlap the second portion 52.

図６は、第１ガス流路４３に沿って切断した燃料電池セル１０の断面図である。なお、第２ガス流路４４に沿って切断した燃料電池セル１０の断面図は、第２ガス流路４４の流路断面積が異なる以外は、図６と同じである。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the fuel cell unit 10 cut along the first gas passage 43. The cross-sectional view of the fuel cell 10 cut along the second gas flow path 44 is the same as FIG. 6 except that the flow path cross-sectional area of the second gas flow path 44 is different.

発電素子部５は、燃料極６、電解質７、及び空気極８を有している。また、発電素子部５は、反応防止膜１１をさらに有している。燃料極６は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。燃料極６は、燃料極集電部６１と燃料極活性部６２とを有する。 The power generation element unit 5 has a fuel electrode 6, an electrolyte 7, and an air electrode 8. Further, the power generation element unit 5 further has a reaction prevention film 11. The fuel electrode 6 is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The anode 6 has an anode current collector 61 and an anode active unit 62.

燃料極集電部６１は、凹部４９内に配置されている。凹部４９は、支持基板４に形成されている。詳細には、燃料極集電部６１は、凹部４９内に充填されており、凹部４９と同様の外形を有する。各燃料極集電部６１は、第１凹部６１１及び第２凹部６１２を有している。燃料極活性部６２は、第１凹部６１１内に配置されている。詳細には、燃料極活性部６２は、第１凹部６１１内に充填されている。 The fuel electrode current collector 61 is disposed in the recess 49. The recess 49 is formed in the support substrate 4. Specifically, the anode current collector 61 is filled in the recess 49 and has the same outer shape as the recess 49. Each anode current collector 61 has a first recess 611 and a second recess 612. The fuel electrode active part 62 is arranged in the first recess 611. Specifically, the fuel electrode active portion 62 is filled in the first concave portion 611.

燃料極集電部６１は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極集電部６１は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ_２Ｏ_３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）とから構成されてもよい。燃料極集電部６１の厚さ、及び凹部４９の深さは、５０〜５００μｍ程度である。 The fuel electrode current collector 61 may be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode current collector 61 may be composed of NiO (nickel oxide) and Y ₂ O ₃ (yttria), or composed of NiO (nickel oxide) and CSZ (calcia-stabilized zirconia). Is also good. The thickness of the anode current collector 61 and the depth of the recess 49 are about 50 to 500 μm.

燃料極活性部６２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極活性部６２は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とから構成されてもよい。燃料極活性部６２の厚さは、５〜３０μｍである。 The fuel electrode active portion 62 can be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode active part 62 may be composed of NiO (nickel oxide) and GDC (gadolinium-doped ceria). The thickness of the fuel electrode active portion 62 is 5 to 30 μm.

電解質７は、燃料極６上を覆うように配置されている。詳細には、電解質７は、一のインターコネクタ９１から他のインターコネクタ９１まで長さ方向に延びている。すなわち、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）において、電解質７とインターコネクタ９１とが交互に配置されている。また、電解質７は、支持基板４の第１主面４５、第２主面４６、及び各側面４７を覆っている。 The electrolyte 7 is disposed so as to cover the fuel electrode 6. Specifically, the electrolyte 7 extends in the length direction from one interconnector 91 to another interconnector 91. That is, the electrolytes 7 and the interconnectors 91 are arranged alternately in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. In addition, the electrolyte 7 covers the first main surface 45, the second main surface 46, and each side surface 47 of the support substrate 4.

電解質７は、支持基板４よりも緻密である。例えば、電解質７の気孔率は、０〜７％程度である。電解質７は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料から構成される焼成体である。電解質７は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。電解質７の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。 The electrolyte 7 is denser than the support substrate 4. For example, the porosity of the electrolyte 7 is about 0 to 7%. The electrolyte 7 is a fired body made of a dense material having ion conductivity and no electron conductivity. The electrolyte 7 can be composed of, for example, YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia). Alternatively, it may be composed of LSGM (lanthanum gallate). The thickness of the electrolyte 7 is, for example, about 3 to 50 μm.

反応防止膜１１は、緻密な材料から構成される焼成体である。反応防止膜１１は、平面視において、燃料極活性部６２と略同一の形状である。反応防止膜１１は、電解質７を介して、燃料極活性部６２と対応する位置に配置されている。反応防止膜１１は、電解質７内のＹＳＺと空気極８内のＳｒとが反応して電解質７と空気極８との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜１１は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ_２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜１１の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。 The reaction prevention film 11 is a fired body made of a dense material. The reaction prevention film 11 has substantially the same shape as the fuel electrode active portion 62 in a plan view. The reaction prevention film 11 is disposed at a position corresponding to the fuel electrode active portion 62 via the electrolyte 7. The reaction prevention film 11 suppresses the occurrence of a phenomenon in which YSZ in the electrolyte 7 reacts with Sr in the air electrode 8 to form a reaction layer having a large electric resistance at the interface between the electrolyte 7 and the air electrode 8. It is provided in. The reaction prevention film 11 can be made of, for example, GDC = (Ce, Gd) O ₂ (gadolinium-doped ceria). The thickness of the reaction prevention film 11 is, for example, about 3 to 50 μm.

空気極８は、反応防止膜１１上に配置されている。空気極８は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極８は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ_３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。また、空気極８は、ＬＳＣＦから構成される第１層（内側層）とＬＳＣから構成される第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極８の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。 The air electrode 8 is disposed on the reaction prevention film 11. The air electrode 8 is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The air electrode 8 can be composed of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O ₃ (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, LSF = (La, Sr) FeO ₃ (lanthanum strontium ferrite), LNF = La (Ni, Fe) O ₃ (lanthanum nickel ferrite), LSC = (La, Sr) CoO ₃ (lanthanum strontium cobaltite), etc. It may be configured. Further, the air electrode 8 may be constituted by two layers of a first layer (inner layer) made of LSCF and a second layer (outer layer) made of LSC. The thickness of the air electrode 8 is, for example, 10 to 100 μm.

［電気的接続部］
電気的接続部９は、隣り合う発電素子部５を電気的に接続するように構成されている。電気的接続部９は、インターコネクタ９１及び空気極集電膜９２を有する。インターコネクタ９１は、第２凹部６１２内に配置されている。詳細には、インターコネクタ９１は、第２凹部６１２内に埋設（充填）されている。インターコネクタ９１は、電子伝導性を有する緻密な材料から構成される焼成体である。インターコネクタ９１は、支持基板４よりも緻密である。例えば、インターコネクタ９１の気孔率は、０〜７％程度である。インターコネクタ９１は、例えば、ＬａＣｒＯ_３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ_３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ９１の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。 [Electrical connection]
The electrical connection section 9 is configured to electrically connect the adjacent power generation element sections 5. The electrical connection section 9 has an interconnector 91 and an air electrode current collecting film 92. The interconnector 91 is arranged in the second concave portion 612. Specifically, the interconnector 91 is embedded (filled) in the second recess 612. The interconnector 91 is a fired body made of a dense material having electron conductivity. The interconnector 91 is denser than the support substrate 4. For example, the porosity of the interconnector 91 is about 0 to 7%. The interconnector 91 can be made of, for example, LaCrO ₃ (lanthanum chromite). Alternatively, it may be composed of (Sr, La) TiO ₃ (strontium titanate). The thickness of the interconnector 91 is, for example, 10 to 100 μm.

空気極集電膜９２は、隣り合う発電素子部５のインターコネクタ９１と空気極８との間を延びるように配置される。例えば、図６の左側に配置された発電素子部５の空気極８と、図６の右側に配置された発電素子部５のインターコネクタ９１とを電気的に接続するように、空気極集電膜９２が配置されている。空気極集電膜９２は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。 The air electrode current collecting film 92 is disposed so as to extend between the interconnector 91 of the adjacent power generation element unit 5 and the air electrode 8. For example, the air electrode current collector 5 is electrically connected to the air electrode 8 of the power generation element unit 5 arranged on the left side of FIG. 6 and the interconnector 91 of the power generation element unit 5 arranged on the right side of FIG. A membrane 92 is disposed. The cathode current collecting film 92 is a fired body made of a porous material having electron conductivity.

空気極集電膜９２は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ_３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜９２の厚さは、例えば、５０〜５００μｍ程度である。 The air electrode current collecting film 92 can be composed of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O ₃ (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, LSC = (La, Sr) CoO ₃ (lanthanum strontium cobaltite) may be used. Alternatively, it may be made of Ag (silver) or Ag-Pd (silver-palladium alloy). The thickness of the cathode current collecting film 92 is, for example, about 50 to 500 μm.

［連通部材］
図４に示すように、連通部材３は、支持基板４の先端部４２に取り付けられている。そして、連通部材３は、第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とを連通させる連通流路３０を有している。詳細には、連通流路３０は、各第１ガス流路４３と各第２ガス流路４４とを連通する。連通流路３０は、各第１ガス流路４３から各第２ガス流路４４まで延びる空間によって構成されている。連通部材３は、支持基板４に接合されていることが好ましい。また、連通部材３は、支持基板４と一体的に形成されていることが好ましい。連通流路３０の数は、第１ガス流路４３の数よりも少ない。本実施形態では、一本の連通流路３０のみによって、複数の第１ガス流路４３と複数の第２ガス流路４４とが連通されている。 [Communication member]
As shown in FIG. 4, the communication member 3 is attached to a distal end portion 42 of the support substrate 4. The communication member 3 has a communication channel 30 that allows the first gas channel 43 and the second gas channel 44 to communicate with each other. Specifically, the communication channel 30 communicates each first gas channel 43 and each second gas channel 44. The communication channel 30 is constituted by a space extending from each first gas channel 43 to each second gas channel 44. It is preferable that the communication member 3 is joined to the support substrate 4. Further, the communication member 3 is preferably formed integrally with the support substrate 4. The number of the communication channels 30 is smaller than the number of the first gas channels 43. In the present embodiment, the plurality of first gas passages 43 and the plurality of second gas passages 44 are communicated by only one communication passage 30.

連通部材３は、例えば、多孔質である。また、連通部材３は、その外側面を構成する緻密層３１を有している。緻密層３１は、連通部材３の本体よりも緻密に形成されている。例えば、緻密層３１の気孔率は、０〜７％程度である。この緻密層３１は、連通部材３と同じ材料や、上述した電解質７に使用される材料、結晶化ガラス等によって形成することができる。 The communication member 3 is, for example, porous. In addition, the communication member 3 has a dense layer 31 constituting the outer surface. The dense layer 31 is formed more densely than the main body of the communication member 3. For example, the porosity of the dense layer 31 is about 0 to 7%. The dense layer 31 can be formed of the same material as the communication member 3, the material used for the above-described electrolyte 7, crystallized glass, or the like.

［燃料処理器］
図７に示すように、燃料処理器７０は、マニホールド２のガス供給室２１に供給される燃料ガスを生成する。例えば、燃料処理器７０は、改質器である。燃料処理器７０は、原料ガス（天然ガス、液化石油ガス、灯油など）を改質して燃料ガス（水素含有ガス）を生成する。例えば、下記（１）式及び（２）式に示すように、都市ガスの主成分であるメタン（ＣＨ_４）及び水蒸気から、燃料ガス（水素含有ガス）を生成する。
ＣＨ_４＋２Ｈ_２Ｏ→４Ｈ_２＋ＣＯ_２・・・（１）
ＣＨ_４＋Ｈ_２Ｏ→３Ｈ_２＋ＣＯ・・・（２） [Fuel processor]
As shown in FIG. 7, the fuel processor 70 generates a fuel gas to be supplied to the gas supply chamber 21 of the manifold 2. For example, the fuel processor 70 is a reformer. The fuel processor 70 reforms a raw material gas (natural gas, liquefied petroleum gas, kerosene, etc.) to generate a fuel gas (hydrogen-containing gas). For example, as shown in the following formulas (1) and (2), a fuel gas (hydrogen-containing gas) is generated from methane (CH ₄ ) and water vapor, which are main components of city gas.
CH ₄ + 2H ₂ O → 4H ₂ + CO ₂ (1)
CH ₄ + H ₂ O → 3H ₂ + CO (2)

燃料処理器７０は、二重円筒式である。燃料処理器７０は、燃料電池セル１０が延びる方向（ｘ軸方向）に延びている。本実施形態では燃料電池セル１０及び燃料処理器７０は、上下方向に延びている。なお、燃料処理器７０は、長さ方向（ｘ軸方向）の寸法の方が、幅方向（ｙ軸方向）の寸法よりも長い。 The fuel processor 70 is of a double cylindrical type. The fuel processor 70 extends in the direction in which the fuel cells 10 extend (x-axis direction). In the present embodiment, the fuel cell 10 and the fuel processor 70 extend in the up-down direction. The dimension of the fuel processor 70 in the length direction (x-axis direction) is longer than the dimension in the width direction (y-axis direction).

燃料処理器７０は、改質部７１と燃焼部７２とを有している。燃料処理器７０の内側の円筒内が燃焼部７２を構成している。そして、燃料処理器７０の内側の円筒と外側の円筒との間の空間が改質部７１を構成している。 The fuel processor 70 has a reforming section 71 and a combustion section 72. The inside of the cylinder inside the fuel processor 70 constitutes the combustion part 72. The space between the inner cylinder and the outer cylinder of the fuel processor 70 constitutes the reforming section 71.

改質部７１内には触媒が収容されている。改質部７１は、原料ガス供給管Ｐ３および水蒸気供給管Ｐ４が連結されている。この原料ガス供給管Ｐ３を介して、改質部７１内に原料ガスが供給される。また、水蒸気供給管Ｐ４を介して、改質部７１内に水蒸気が供給される。この改質部７１内において、原料ガスを改質して燃料ガスを生成する。 The reformer 71 contains a catalyst. The reforming section 71 is connected to a source gas supply pipe P3 and a steam supply pipe P4. A source gas is supplied into the reforming section 71 via the source gas supply pipe P3. In addition, steam is supplied into the reforming section 71 via the steam supply pipe P4. In the reforming section 71, a raw material gas is reformed to generate a fuel gas.

燃焼部７２は、ガス回収室２２から排出されたオフガスを燃焼するように構成されている。詳細には、燃焼部７２は、バーナ７２１を有している。バーナ７２１は、燃料処理器７０の筐体に設けられている。バーナ７２１には、オフガス供給管Ｐ２及び空気供給管Ｐ５が連結されている。オフガス供給管Ｐ２を介して、ガス回収室２２内のオフガスがバーナ７２１に排出される。バーナ７２１は、オフガスに空気を混合させて燃焼させる。 The combustion section 72 is configured to burn off gas discharged from the gas recovery chamber 22. Specifically, the combustion section 72 has a burner 721. The burner 721 is provided on the housing of the fuel processor 70. An off-gas supply pipe P2 and an air supply pipe P5 are connected to the burner 721. The off-gas in the gas recovery chamber 22 is discharged to the burner 721 via the off-gas supply pipe P2. The burner 721 mixes air with the off-gas and burns it.

燃料処理器７０は、マニホールド２の底面と対向するように配置されている。本実施形態では、燃料処理器７０は、マニホールド２の下方に配置されている。すなわち、マニホールド２から各燃料電池セル１０が上方に延びている場合は、燃料処理器７０はマニホールド２の下方に配置される。 The fuel processor 70 is disposed so as to face the bottom surface of the manifold 2. In the present embodiment, the fuel processor 70 is disposed below the manifold 2. That is, when each fuel cell 10 extends upward from the manifold 2, the fuel processor 70 is disposed below the manifold 2.

燃料処理器７０は、第１排出部７３を有している。本実施形態において、第１排出部７３は、燃料処理器７０に形成された開口部である。第１排出部７３は、生成した燃料ガスをガス供給室２１へと排出する。 The fuel processor 70 has a first discharge unit 73. In the present embodiment, the first discharge section 73 is an opening formed in the fuel processor 70. The first discharge unit 73 discharges the generated fuel gas to the gas supply chamber 21.

第１排出部７３は、燃料処理器の軸方向端面に形成されている。第１排出部７３は、マニホールド２側に開口している。第１排出部７３は、燃料ガス供給管Ｐ１と連結されている。第１排出部７３は、燃料電池セル１０の先端面１０３よりもマニホールド２側に配置されている。本実施形態のように、燃料電池セル１０の先端部１０２が上端部であり、基端部１０１が下端部である場合、第１排出部７３は、燃料電池セル１０の先端面１０３よりも下方に配置されている。そして、第１排出部７３とマニホールド２との距離は、燃料電池セル１０の先端面１０３とマニホールド２との距離よりも短い。 The first discharge portion 73 is formed on an axial end face of the fuel processor. The first discharge portion 73 is open to the manifold 2 side. The first discharge unit 73 is connected to the fuel gas supply pipe P1. The first discharge portion 73 is disposed closer to the manifold 2 than the front end face 103 of the fuel cell 10. When the distal end portion 102 of the fuel cell 10 is the upper end and the base end 101 is the lower end as in the present embodiment, the first discharge portion 73 is located below the distal end surface 103 of the fuel cell 10. Are located in The distance between the first discharge portion 73 and the manifold 2 is shorter than the distance between the front end face 103 of the fuel cell 10 and the manifold 2.

燃料処理器７０は、第２排出部７４を有している。本実施形態では、第２排出部７４は、筒状の部材であるが、単なる開口であってもよい。第２排出部７４は、燃焼部７２からのガスを排出する。第２排出部７４は、水平面よりも下方を向いている。なお本実施形態では、第２排出部７４は、真下を向いているが、第２排出部７４の排出方向は、水平面よりも下方を向いていればよい。例えば、第２排出部７４の排出方向と水平面とのなす角度が３度以上とすることが好ましい。 The fuel processor 70 has a second discharge part 74. In the present embodiment, the second discharge portion 74 is a cylindrical member, but may be a simple opening. The second discharge unit 74 discharges gas from the combustion unit 72. The second discharge portion 74 faces downward from the horizontal plane. In the present embodiment, the second discharge unit 74 faces directly below, but the discharge direction of the second discharge unit 74 only needs to be lower than the horizontal plane. For example, it is preferable that the angle between the discharge direction of the second discharge portion 74 and the horizontal plane is 3 degrees or more.

［燃料ガス供給管］
燃料ガス供給管Ｐ１は、燃料処理器７０とマニホールド２とを連結する。詳細には、燃料処理器７０の上面と、マニホールド２の底面とを連結する。燃料ガス供給管Ｐ１は、燃料処理器７０で生成された燃料ガスを、マニホールド２のガス供給室２１に供給する。 [Fuel gas supply pipe]
The fuel gas supply pipe P <b> 1 connects the fuel processor 70 and the manifold 2. Specifically, the upper surface of the fuel processor 70 and the bottom surface of the manifold 2 are connected. The fuel gas supply pipe P1 supplies the fuel gas generated by the fuel processor 70 to the gas supply chamber 21 of the manifold 2.

本実施形態の燃料ガス供給管Ｐ１は、燃料処理器７０の第１排出部７３と、ガス供給室２１とを連結する。燃料ガス供給管Ｐ１は、ガス供給口２１１から第１排出部７３に向かって延びている。 The fuel gas supply pipe P1 of the present embodiment connects the first discharge portion 73 of the fuel processor 70 and the gas supply chamber 21. The fuel gas supply pipe P1 extends from the gas supply port 211 toward the first discharge portion 73.

燃料ガス供給管Ｐ１は、１つの部材で構成されてもよく、複数の部材で構成されてもよい。 The fuel gas supply pipe P1 may be composed of one member, or may be composed of a plurality of members.

［オフガス供給管］
オフガス供給管Ｐ２は、燃料処理器７０とマニホールド２とを連結する。オフガス供給管Ｐ２は、マニホールド２のガス回収室２２からのオフガスを、燃料処理器７０に供給する。 [Off-gas supply pipe]
The offgas supply pipe P2 connects the fuel processor 70 and the manifold 2. The off-gas supply pipe P2 supplies the off-gas from the gas recovery chamber 22 of the manifold 2 to the fuel processor 70.

本実施形態のオフガス供給管Ｐ２は、マニホールド２のガス回収室２２とバーナ７２１とを連結している。詳細には、オフガス供給管Ｐ２は、ガス排出口２２１と、バーナ７２１とを連結している。オフガス供給管Ｐ２は、ガス排出口２２１からバーナ７２１に向かって延びている。 The off-gas supply pipe P2 of this embodiment connects the gas recovery chamber 22 of the manifold 2 and the burner 721. Specifically, the off-gas supply pipe P2 connects the gas outlet 221 and the burner 721. The off-gas supply pipe P2 extends from the gas outlet 221 toward the burner 721.

オフガス供給管Ｐ２は、１つの部材で構成されてもよく、複数の部材で構成されてもよい。なお、オフガス供給管Ｐ２及び燃料ガス供給管Ｐ１を構成する材料は、特に限定されないが、本実施形態のオフガス供給管Ｐ２を構成する材料は、燃料ガス供給管Ｐ１を構成する材料と同じである。 The off-gas supply pipe P2 may be composed of one member, or may be composed of a plurality of members. The material forming the off-gas supply pipe P2 and the fuel gas supply pipe P1 is not particularly limited, but the material forming the off-gas supply pipe P2 of the present embodiment is the same as the material forming the fuel gas supply pipe P1. .

［応力緩和部］
燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方は、応力緩和部を有する。応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方を介してマニホールド２との接合部分に作用する応力を緩和するように構成されている。すなわち、応力緩和部は、マニホールド２において燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２が接合される部分に生じる応力を低減するために設けられた構成である。なお、接合部分とは、接合材、溶接材などによって、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２とマニホールド２とが接合された部分である。 [Stress relaxation section]
At least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 has a stress relaxation portion. The stress relieving portion is configured to relieve stress acting on a joint portion with the manifold 2 via at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2. That is, the stress relieving portion is configured to reduce stress generated in a portion of the manifold 2 where the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 are joined. The joining portion is a portion where the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 and the manifold 2 are joined by a joining material, a welding material, or the like.

応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方に応力が作用したときに変形するように構成されている。詳細には、応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の延びる方向と直交する方向（図７ではｙ軸方向）から、燃料処理器７０に徐々に増加するように荷重を加えたときに、マニホールド２よりも先に変形するように構成されている。すなわち、応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２に応力が加えられたときに、変形しやすい部分である。 The stress relaxation unit is configured to be deformed when a stress acts on at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2. Specifically, the stress relieving unit applies a load to the fuel processor 70 so as to gradually increase from a direction (y-axis direction in FIG. 7) orthogonal to the direction in which the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 extend. When it is, it is configured to deform before the manifold 2. That is, the stress relieving portion is a portion that is easily deformed when stress is applied to the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2.

本実施形態の応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の一方を他方よりも曲げ剛性を小さくすることによって構成されている。曲げ剛性とは、ＪＩＳＺ２２４８に基づいて曲げ試験により測定される値である。燃料ガス供給管Ｐ１の曲げ剛性に対するオフガス供給管Ｐ２の曲げ剛性の比、またはオフガス供給管Ｐ２の曲げ剛性に対する燃料ガス供給管Ｐ１の曲げ剛性の比は、例えば０．０１〜０．９５である。 The stress relieving section of the present embodiment is configured by making one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 bending rigidity smaller than the other. The bending stiffness is a value measured by a bending test based on JIS Z 2248. The ratio of the bending rigidity of the off-gas supply pipe P2 to the bending rigidity of the fuel gas supply pipe P1, or the ratio of the bending rigidity of the fuel gas supply pipe P1 to the bending rigidity of the off-gas supply pipe P2 is, for example, 0.01 to 0.95. .

応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の一方を他方よりも外径を小さくすることによって構成されている。すなわち、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の外径は、異なっており、外径が小さい方の供給管が応力緩和部となる。「外径が小さい方の供給管」とは、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の最小の外径を比較して、小さい方の外径を有する供給管を意味する。本実施形態では、オフガス供給管Ｐ２の外径Ｄ２は、燃料ガス供給管Ｐ１の外径Ｄ１よりも小さいため、オフガス供給管Ｐ２が応力緩和部である。燃料ガス供給管Ｐ１の外径Ｄ１に対するオフガス供給管Ｐ２の外径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）は、例えば０．０５〜０．９５である。 The stress relieving section is configured by making one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 smaller in outside diameter than the other. That is, the outer diameters of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 are different, and the supply pipe having the smaller outer diameter serves as the stress relaxation portion. The “supply pipe having a smaller outer diameter” means a supply pipe having a smaller outer diameter by comparing the minimum outer diameters of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2. In the present embodiment, since the outer diameter D2 of the offgas supply pipe P2 is smaller than the outer diameter D1 of the fuel gas supply pipe P1, the offgas supply pipe P2 is a stress relaxation portion. The ratio (D2 / D1) of the outer diameter D2 of the off-gas supply pipe P2 to the outer diameter D1 of the fuel gas supply pipe P1 is, for example, 0.05 to 0.95.

なお、燃料ガス供給管Ｐ１の外径Ｄ１がオフガス供給管Ｐ２の外径Ｄ２よりも小さくてもよい。この場合、燃料ガス供給管Ｐ１が応力緩和部である。オフガス供給管Ｐ２の外径Ｄ２に対する燃料ガス供給管Ｐ１の外径Ｄ１の比（Ｄ１／Ｄ２）は、例えば０．０５〜０．９５である。 The outer diameter D1 of the fuel gas supply pipe P1 may be smaller than the outer diameter D2 of the off-gas supply pipe P2. In this case, the fuel gas supply pipe P1 is a stress relaxation section. The ratio (D1 / D2) of the outer diameter D1 of the fuel gas supply pipe P1 to the outer diameter D2 of the off-gas supply pipe P2 is, for example, 0.05 to 0.95.

本実施形態の燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２は、燃料処理器７０の中心軸に対して、非対称である。このため、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の一方は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２を介してマニホールド２との接合部分に作用する応力を緩和できる。 The fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 of the present embodiment are asymmetric with respect to the central axis of the fuel processor 70. For this reason, one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 can relieve the stress acting on the joint with the manifold 2 via the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2.

［発電方法］
上述したように構成された燃料電池装置１００では、燃料処理器７０によって生成された燃料ガスをマニホールド２のガス供給室２１に供給するとともに、燃料電池セル１０を空気などの酸素を含むガスに曝す。すると、空気極８において下記（３）式に示す化学反応が起こり、燃料極６において下記（４）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる。
（１／２）・Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ^２− …（３）
Ｈ_２＋Ｏ^２−→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻ …（４） [Power generation method]
In the fuel cell device 100 configured as described above, the fuel gas generated by the fuel processor 70 is supplied to the gas supply chamber 21 of the manifold 2 and the fuel cell 10 is exposed to a gas containing oxygen such as air. . Then, a chemical reaction expressed by the following equation (3) occurs at the air electrode 8, a chemical reaction expressed by the following equation (4) occurs at the fuel electrode 6, and current flows.
(1/2) · O ₂ + 2e ⁻ → O ² -... (3)
H ₂ + O ²⁻ → H ₂ O + 2e ⁻ (4)

詳細には、ガス供給室２１に供給された燃料ガスは、各燃料電池セル１０の第１ガス流路４３内を流れ、各発電素子部５の燃料極６において、上記（４）式に示す化学反応が起こる。各燃料極６において未反応であった燃料ガスは、第１ガス流路４３を出て連通部材３の連通流路３０を介して第２ガス流路４４へ供給される。そして、第２ガス流路４４へ供給された燃料ガスは、再度、燃料極６において上記（４）式に示す化学反応が起こる。第２ガス流路４４を流れる過程において燃料極６において未反応であった燃料ガスは、マニホールド２のガス回収室２２へ回収される。 More specifically, the fuel gas supplied to the gas supply chamber 21 flows in the first gas passage 43 of each fuel cell 10, and is expressed by the above formula (4) at the fuel electrode 6 of each power generation element unit 5. A chemical reaction occurs. The fuel gas that has not reacted at each fuel electrode 6 exits the first gas channel 43 and is supplied to the second gas channel 44 via the communication channel 30 of the communication member 3. Then, the fuel gas supplied to the second gas flow path 44 undergoes the chemical reaction represented by the above formula (4) again at the fuel electrode 6. Fuel gas that has not reacted at the fuel electrode 6 in the process of flowing through the second gas flow path 44 is recovered to the gas recovery chamber 22 of the manifold 2.

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 [Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

変形例１
上記実施形態では、応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の一方を他方よりも外径を小さくすることによって構成しているが、これに限定されない。例えば、応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の一方を他方よりも肉厚を薄くすることによって構成されてもよい。すなわち、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の肉厚は異なっており、肉厚の薄い方の供給管が応力緩和部となる。「肉厚が薄い方の供給管」とは、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の最小の肉厚を比較して、薄い方の肉厚を有する供給管である。燃料ガス供給管Ｐ１の肉厚に対するオフガス供給管Ｐ２の肉厚の比、またはオフガス供給管Ｐ２の肉厚に対する燃料ガス供給管Ｐ１の肉厚の比は、例えば０．１〜０．９である。 Modification 1
In the above embodiment, the stress relaxation unit is configured by making one of the fuel gas supply pipe P1 and the off gas supply pipe P2 smaller in outside diameter than the other, but is not limited to this. For example, the stress relaxation unit may be configured by making one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 thinner than the other. That is, the thickness of the fuel gas supply pipe P1 and the thickness of the off-gas supply pipe P2 are different, and the supply pipe with the smaller thickness serves as a stress relaxation portion. The “thinner supply pipe” is a supply pipe having a smaller thickness by comparing the minimum thicknesses of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2. The ratio of the thickness of the off-gas supply pipe P2 to the thickness of the fuel gas supply pipe P1, or the ratio of the thickness of the fuel gas supply pipe P1 to the thickness of the off-gas supply pipe P2 is, for example, 0.1 to 0.9. .

変形例２
燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２を構成する材料は、同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。本変形例の応力緩和部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の一方を構成する材料を他方を構成する材料よりも弾性率を小さくすることによって構成されている。弾性率とは、ＪＩＳＺ２２４１に基づいて測定される値である。燃料ガス供給管Ｐ１の弾性率に対するオフガス供給管Ｐ２の弾性率の比、またはオフガス供給管Ｐ２の弾性率に対する燃料ガス供給管Ｐ１の弾性率の比は、例えば０．２〜０．９５である。 Modification 2
The materials constituting the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 may be the same or different from each other. The stress relaxation portion of this modification is configured by making the material constituting one of the fuel gas supply pipe P1 and the off gas supply pipe P2 smaller in elastic modulus than the material constituting the other. The elastic modulus is a value measured based on JIS Z 2241. The ratio of the elastic modulus of the off gas supply pipe P2 to the elastic modulus of the fuel gas supply pipe P1, or the ratio of the elastic modulus of the fuel gas supply pipe P1 to the elastic modulus of the off gas supply pipe P2 is, for example, 0.2 to 0.95. .

燃料ガス供給管Ｐ１は、例えばフェライト系ステンレス鋼で構成される。オフガス供給管Ｐ２は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼で構成される。この場合、オフガス供給管Ｐ２が応力緩和部となる。 The fuel gas supply pipe P1 is made of, for example, ferritic stainless steel. The off-gas supply pipe P2 is made of, for example, austenitic stainless steel. In this case, the off-gas supply pipe P2 serves as a stress relaxation unit.

変形例３
応力緩和部は、図８に示すように、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方に形成された屈曲部によって構成されてもよい。本変形例の応力緩和部は、オフガス供給管Ｐ２において、延在する方向がｘ軸方向からｙ軸方向に折れ曲がる部分である。 Modification 3
As shown in FIG. 8, the stress relieving portion may be formed by a bent portion formed on at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off gas supply pipe P2. In the off-gas supply pipe P2, the stress relieving portion of the present modification is a portion where the extending direction is bent from the x-axis direction to the y-axis direction.

変形例４
応力緩和部は、図９に示すように、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方に形成された湾曲部によって構成されてもよい。本変形例の応力緩和部は、供給管全体が湾曲しているオフガス供給管である。 Modification 4
As shown in FIG. 9, the stress relieving portion may be configured by a curved portion formed on at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off gas supply pipe P2. The stress relieving part of this modification is an off-gas supply pipe in which the entire supply pipe is curved.

なお、変形例３の屈曲部及び変形例４の湾曲部は、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方に設けられていればよい。 The bent portion of the third modification and the bent portion of the fourth modification may be provided on at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2.

変形例５
変形例３の屈曲部及び変形例４の湾曲部は、遊び部を含んでもよい。「遊び部」とは、マニホールド２と燃料処理器７０とを連結する最短経路よりも、供給管の経路が長くなるように設けた部分である。最短経路とは、マニホールド２の連結部と燃料処理器７０の連結部とを、上下（ｘ軸）方向及び水平（ｙ軸及びｚ軸）方向の少なくとも一方に延びる部分で最短に結ぶ経路である。すなわち、遊び部は、マニホールド２と燃料処理器７０との連結経路において、無駄に長く形成した部分である。 Modification 5
The bending portion of the third modification and the bending portion of the fourth modification may include a play portion. The “play portion” is a portion provided such that the path of the supply pipe is longer than the shortest path connecting the manifold 2 and the fuel processor 70. The shortest path is a path that connects the connecting portion of the manifold 2 and the connecting portion of the fuel processor 70 in a portion extending in at least one of the vertical (x-axis) direction and the horizontal (y-axis and z-axis) direction. . In other words, the play portion is a portion formed to be uselessly long in the connection path between the manifold 2 and the fuel processor 70.

例えば、図１０に示す遊び部は、段差部である。図１１に示す遊び部は、燃料ガス供給管Ｐ１の一部が湾曲している湾曲部である。 For example, the play portion shown in FIG. 10 is a step portion. The play portion shown in FIG. 11 is a curved portion in which a part of the fuel gas supply pipe P1 is curved.

変形例６
上記実施形態では、１つの供給管全体が応力緩和部を構成しているが、これに限定されない。例えば、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方は、異なる材料で形成された複数の部分を備えてもよい。この場合、変形しやすい材料で構成された部分が応力緩和部となる。 Modification 6
In the above embodiment, the entirety of one supply pipe constitutes the stress relieving portion, but the present invention is not limited to this. For example, at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off gas supply pipe P2 may include a plurality of portions formed of different materials. In this case, a portion made of a material that is easily deformed becomes a stress relaxation portion.

変形例７
本変形例の応力緩和部は、図１２に示すように、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方に設けられた小径部Ｐ１２である。燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方は、大径部Ｐ１３と小径部Ｐ１２とを有している。小径部Ｐ１２の外径Ｄ１２は、大径部Ｐ１３の外径Ｄ１３よりも小さい。小径部Ｐ１２は、１つの供給管において最も外径が小さい部分である。燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２において、最小の外径の小径部Ｐ１２は、他の部分よりも変形しやすい。大径部Ｐ１３の外径Ｄ１３に対する小径部Ｐ１２の外径Ｄ１２の比（Ｄ１２／Ｄ１３）は、例えば０．０５〜０．９５である。 Modification 7
As shown in FIG. 12, the stress relaxation portion of this modification is a small-diameter portion P12 provided on at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2. At least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 has a large diameter portion P13 and a small diameter portion P12. The outer diameter D12 of the small diameter part P12 is smaller than the outer diameter D13 of the large diameter part P13. The small diameter portion P12 is a portion having the smallest outer diameter in one supply pipe. In the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2, the small-diameter portion P12 having the minimum outer diameter is more easily deformed than other portions. The ratio (D12 / D13) of the outer diameter D12 of the small diameter portion P12 to the outer diameter D13 of the large diameter portion P13 is, for example, 0.05 to 0.95.

図１２では、燃料ガス供給管Ｐ１において、マニホールド２側に大径部Ｐ１３が設けられ、燃料処理器７０側に小径部Ｐ１２が設けられている。小径部Ｐ１２の位置は、これに限定されず、マニホールド２側に設けられてもよく、供給管の中間位置に設けられてもよい。また、小径部Ｐ１２は、複数設けられてもよい。さらに、小径部Ｐ１２は、オフガス供給管Ｐ２のみに設けられてもよく、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の両方に設けられてもよい。 In FIG. 12, in the fuel gas supply pipe P1, a large-diameter portion P13 is provided on the manifold 2 side, and a small-diameter portion P12 is provided on the fuel processor 70 side. The position of the small diameter portion P12 is not limited to this, and may be provided on the manifold 2 side, or may be provided at an intermediate position of the supply pipe. Further, a plurality of small diameter portions P12 may be provided. Further, the small diameter portion P12 may be provided only on the off-gas supply pipe P2, or may be provided on both the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2.

大径部Ｐ１３には、変形例３の屈曲部または変形例４の湾曲部が設けられてもよい。この場合、小径部Ｐ１２が応力緩和部となるとともに、大径部Ｐ１３の屈曲部または湾曲部も応力緩和部となる。 The large-diameter portion P13 may be provided with a bent portion of the third modification or a curved portion of the fourth modification. In this case, the small-diameter portion P12 serves as a stress relieving portion, and the bent portion or the curved portion of the large-diameter portion P13 also serves as a stress relieving portion.

変形例８
上記実施形態では、マニホールド本体部２３の幅方向（ｙ軸方向）において、燃料処理器７０の中心軸がガス供給室２１側に寄っているように配置されているが、これに限定されない。例えば、マニホールド本体部２３の幅方向（ｙ軸方向）において、燃料処理器７０の中心軸がガス供給室２１側に寄っていてもよいし、燃料処理器７０の中心軸がマニホールド２の仕切板２４と実質的に一致してもよい。 Modification 8
In the above embodiment, the central axis of the fuel processor 70 is arranged so as to be closer to the gas supply chamber 21 side in the width direction (y-axis direction) of the manifold main body 23, but is not limited thereto. For example, in the width direction (y-axis direction) of the manifold body 23, the central axis of the fuel processor 70 may be closer to the gas supply chamber 21 side, or the central axis of the fuel processor 70 may be the partition plate of the manifold 2. 24 may substantially match.

なお、応力緩和部は、マニホールド本体部２３の幅方向において、中央部側に位置する供給管であってもよく、端部側に位置する供給管であってもよい。 The stress relieving section may be a supply pipe located on the center side or a supply pipe located on the end side in the width direction of the manifold body 23.

また、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の外径が異なる場合、外径の大きい方の供給管に、変形例３の屈曲部または変形例４の湾曲部が設けられてもよい。この場合、外径の小さい方の供給管全体が応力緩和部となるとともに、外径の大きい方の供給管の屈曲部または湾曲部も応力緩和部となる。 When the outer diameters of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 are different, the supply pipe having the larger outer diameter may be provided with the bent portion of the third modification or the bent portion of the fourth modification. In this case, the entire supply pipe having a smaller outer diameter serves as a stress relieving portion, and a bent portion or a curved portion of the supply pipe having a larger outer diameter also serves as a stress relieving portion.

変形例９
上記実施形態では、マニホールド２の底面に、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２が連結されているが、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の連結位置はこれに限定されない。例えば、燃料ガス供給管Ｐ１及びオフガス供給管Ｐ２の少なくとも一方は、マニホールド２の側面に形成されていてもよいし、マニホールド２の上面に形成されていてもよい。 Modification 9
In the above embodiment, the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 are connected to the bottom surface of the manifold 2, but the connection position of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 is not limited to this. For example, at least one of the fuel gas supply pipe P1 and the off-gas supply pipe P2 may be formed on a side surface of the manifold 2 or may be formed on an upper surface of the manifold 2.

変形例１０
上記実施形態では、燃料処理器７０は、改質器によって構成されているが、これに限定されない。例えば、燃料処理器７０は、改質器に加えて、ＣＯ変性器及びＣＯ浄化器などを有していてもよい。ＣＯ変性器は、改質器で発生した一酸化炭素および水から二酸化炭素及び水素を生成するように構成されている。また、ＣＯ浄化器は、改質器で発生した一酸化炭素に酸素を加えて、二酸化炭素へ変化させるように構成されている。 Modification 10
In the above embodiment, the fuel processor 70 is constituted by a reformer, but is not limited to this. For example, the fuel processor 70 may include a CO modifier, a CO purifier, and the like, in addition to the reformer. The CO modifier is configured to generate carbon dioxide and hydrogen from carbon monoxide and water generated in the reformer. Further, the CO purifier is configured to add oxygen to carbon monoxide generated in the reformer to convert the carbon monoxide into carbon dioxide.

変形例１１
上記実施形態では、燃料処理器７０は、燃料電池セル１０が延びる方向に延びているが、これに限定されない。例えば、燃料処理器７０は、燃料電池セル１０が延びる方向と交差する方向（ｙ軸方向又はｚ軸方向）に延びていてもよい。詳細には、燃料電池セル１０が上下方向に延びる場合、燃料処理器７０は水平方向に延びていてもよい。 Modification 11
In the above embodiment, the fuel processor 70 extends in the direction in which the fuel cells 10 extend, but is not limited to this. For example, the fuel processor 70 may extend in a direction (y-axis direction or z-axis direction) that intersects with the direction in which the fuel cells 10 extend. Specifically, when the fuel cells 10 extend in the vertical direction, the fuel processor 70 may extend in the horizontal direction.

変形例１２
上記実施形態では、燃料処理器７０は、マニホールド２の底面と対向するように配置されているが、燃料処理器７０の配置はこれに限定されない。例えば、燃料処理器７０は、燃料電池セル１０の側面および主面の少なくとも一方と対向するように配置されていてもよい。このとき、燃料処理器７０の一部が燃料電池セル１０の先端面１０３よりも上方に配置されていてもよい。 Modification 12
In the above embodiment, the fuel processor 70 is disposed so as to face the bottom surface of the manifold 2; however, the arrangement of the fuel processor 70 is not limited to this. For example, the fuel processor 70 may be disposed so as to face at least one of the side surface and the main surface of the fuel cell 10. At this time, a part of the fuel processor 70 may be disposed above the front end face 103 of the fuel cell 10.

変形例１３
上記実施形態のマニホールド２は、ガス供給室２１及びガス回収室２２を有しているが、これに限定されない。例えば、マニホールドは、複数のマニホールド部を有していてもよい。この場合、第１マニホールド部がガス供給室を有し、第２マニホールド部がガス回収室を有する。また、上記実施形態のマニホールド２は、燃料電池セル１０の基端部を支持しているが、これに限定されない。このため、本発明は、いわゆる平板型の燃料電池にも適用可能である。 Modification 13
The manifold 2 of the above embodiment has the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22, but is not limited to this. For example, the manifold may have a plurality of manifold units. In this case, the first manifold section has a gas supply chamber, and the second manifold section has a gas recovery chamber. In addition, the manifold 2 of the above embodiment supports the base end of the fuel cell 10, but is not limited to this. For this reason, the present invention is also applicable to a so-called flat fuel cell.

変形例１４
上記実施形態では、第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とは、連通部材３が有する連通流路３０によって連通されていたが、この構成に限定されない。例えば、図１３に示すように、支持基板４が、内部に連通流路３０を有していてもよい。この場合、燃料電池装置１００は、連通部材３を備えていなくてもよい。この支持基板４内に形成された連通流路３０によって、第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とが連通されている。 Modification 14
In the above-described embodiment, the first gas passage 43 and the second gas passage 44 are communicated by the communication passage 30 included in the communication member 3, but the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 13, the support substrate 4 may have a communication channel 30 inside. In this case, the fuel cell device 100 may not include the communication member 3. The first gas channel 43 and the second gas channel 44 are communicated by the communication channel 30 formed in the support substrate 4.

変形例１５
図１４に示すように、支持基板４は、第１支持基板４ａと第２支持基板４ｂとに分かれていてもよい。この場合、第１支持基板４ａに第１ガス流路４３が形成され、第２支持基板４ｂに第２ガス流路４４が形成される。 Modification 15
As shown in FIG. 14, the support substrate 4 may be divided into a first support substrate 4a and a second support substrate 4b. In this case, the first gas passage 43 is formed on the first support substrate 4a, and the second gas passage 44 is formed on the second support substrate 4b.

変形例１６
上記実施形態では、支持基板４は、複数の第１ガス流路４３を有しているが、１つの第１ガス流路４３のみを有していてもよい。同様に、支持基板４は、複数の第２ガス流路４４を有しているが、１つの第２ガス流路４４のみを有していてもよい。 Modification 16
In the above embodiment, the support substrate 4 has the plurality of first gas passages 43, but may have only one first gas passage 43. Similarly, the support substrate 4 has a plurality of second gas passages 44, but may have only one second gas passage 44.

変形例１７
上記実施形態では、燃料電池セル１０はマニホールド２から上方に延びるように構成されているが、これに限定されない。例えば、燃料電池セル１０は、マニホールド２から下方に延びていてもよい。この場合、燃料処理器７０は、例えばマニホールド２の上方に配置される。また、マニホールド２の底面は上方を向いている。 Modification 17
In the above embodiment, the fuel cell 10 is configured to extend upward from the manifold 2, but is not limited to this. For example, the fuel cells 10 may extend downward from the manifold 2. In this case, the fuel processor 70 is disposed, for example, above the manifold 2. Further, the bottom surface of the manifold 2 faces upward.

変形例１８
上記実施形態のマニホールド２では、１つのマニホールド本体部２３を仕切板２４で仕切ることによって、ガス供給室２１とガス回収室２２とを画定しているが、マニホールド２の構成はこれに限定されない。例えば、２つのマニホールド本体部２３によってマニホールド２を構成することもできる。この場合、１つのマニホールド本体部２３がガス供給室２１を有し、別のマニホールド本体部２３がガス回収室２２を有している。 Modification 18
In the manifold 2 of the above embodiment, the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22 are defined by partitioning one manifold body 23 with the partition plate 24, but the configuration of the manifold 2 is not limited to this. For example, the manifold 2 can be configured by two manifold body portions 23. In this case, one manifold main body 23 has a gas supply chamber 21 and another manifold main body 23 has a gas recovery chamber 22.

変形例１９
上記実施形態の燃料電池セル１０は、各発電素子部５が支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に配列されている、いわゆる横縞型の燃料電池セルであるが、燃料電池セル１０の構成はこれに限定されない。例えば、燃料電池セル１０は、支持基板４の第１主面４５に１つの発電素子部５が支持された、いわゆる縦縞型の燃料電池セルであってもよい。この場合、支持基板４の第２主面４６に一つの発電素子部５が支持されていてもよいし、支持されていなくてもよい。 Modification 19
The fuel cell 10 of the above embodiment is a so-called horizontal stripe type fuel cell in which the power generating elements 5 are arranged in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. The configuration is not limited to this. For example, the fuel cell 10 may be a so-called vertical stripe type fuel cell in which one power generation element unit 5 is supported on the first main surface 45 of the support substrate 4. In this case, one power generation element unit 5 may be supported on the second main surface 46 of the support substrate 4 or may not be supported.

２マニホールド
２１ガス供給室
２２ガス回収室
１０燃料電池
７０燃料処理器
Ｐ１燃料ガス供給管
Ｐ２オフガス供給管 2 Manifold 21 Gas supply chamber 22 Gas recovery chamber 10 Fuel cell 70 Fuel processor P1 Fuel gas supply pipe P2 Off gas supply pipe

Claims

燃料電池セルと、
ガス供給室及びガス回収室を有し、前記燃料電池セルを支持するマニホールドと、
前記ガス供給室に供給される燃料ガスを生成し、前記マニホールドの底面と対向するように配置される燃料処理器と、
前記燃料処理器と前記マニホールドの底面とを連結し、前記燃料ガスを前記ガス供給室に供給する燃料ガス供給管と、
前記燃料処理器と前記マニホールドの底面とを連結し、前記ガス回収室からのオフガスを前記燃料処理器に供給するオフガス供給管と、
を備え、
前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の少なくとも一方は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の少なくとも一方を介して前記マニホールドとの接合部分に作用する応力を緩和するように構成された応力緩和部を有する、
燃料電池装置。
A fuel cell,
A manifold having a gas supply chamber and a gas recovery chamber, and supporting the fuel cell,
Wherein generating a fuel gas supplied to the gas supply chamber, and a fuel processor that bottom Ru is arranged to face the said manifold,
A fuel gas supply pipe connecting the fuel processor and a bottom surface of the manifold , and supplying the fuel gas to the gas supply chamber;
An offgas supply pipe that connects the fuel processor and a bottom surface of the manifold , and supplies an offgas from the gas recovery chamber to the fuel processor.
With
At least one of the fuel gas supply pipe and the off-gas supply pipe is configured to relieve stress acting on a joint with the manifold via at least one of the fuel gas supply pipe and the off-gas supply pipe. Having a relaxation portion,
Fuel cell device.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の少なくとも一方に応力が作用したときに変形するように構成される、
請求項１に記載の燃料電池装置。
The stress relaxation section is configured to be deformed when stress acts on at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe,
The fuel cell device according to claim 1.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の一方を他方よりも曲げ剛性を小さくすることによって構成される、
請求項１または２に記載の燃料電池装置。
The stress relieving unit is configured by making one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe less flexural rigidity than the other.
The fuel cell device according to claim 1.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の一方を他方よりも肉厚を薄くすることによって構成される、
請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池装置。
The stress relaxation unit is configured by making one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe thinner than the other.
The fuel cell device according to claim 1.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の一方を他方よりも外径を小さくすることによって構成される、
請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池装置。
The stress relaxation unit is configured by making one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe smaller in outer diameter than the other.
The fuel cell device according to claim 1.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の少なくとも一方に形成された屈曲部によって構成される、
請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池装置。
The stress relieving portion is configured by a bent portion formed on at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe,
The fuel cell device according to claim 1.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の少なくとも一方に形成された湾曲部によって構成される、
請求項１から６のいずれかに記載の燃料電池装置。
The stress relieving portion is configured by a curved portion formed on at least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe.
The fuel cell device according to claim 1.

前記応力緩和部は、前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の一方を構成する材料を他方を構成する材料よりも弾性率を小さくすることによって構成される、
請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池装置。
The stress relaxation unit is configured by making the material constituting one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe smaller in elastic modulus than the material constituting the other.
The fuel cell device according to claim 1.

前記燃料ガス供給管及び前記オフガス供給管の少なくとも一方は、大径部と、前記大径部の外径よりも小さい小径部と、を有し、
前記応力緩和部は、前記小径部によって構成される、
請求項１から８のいずれかに記載の燃料電池装置。 At least one of the fuel gas supply pipe and the off gas supply pipe has a large diameter portion and a small diameter portion smaller than the outer diameter of the large diameter portion,
The stress relaxation portion is configured by the small diameter portion,
The fuel cell device according to claim 1.