CN109845013A - 单元堆装置、模块及模块容纳装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的单元堆装置的特征在于，具备：单元堆，与单元连接而构成；歧管，用于对单元的下端进行固定，并且向单元的气体流路供给反应气体；和反应气体供给管，与歧管连接，且用于将反应气体供给至歧管，歧管及反应气体供给管由金属构成，歧管具有用于对反应气体供给管进行连接的插入部，并且在该插入部与反应气体供给管之间具有间隙，所述单元堆装置具有将插入部与反应气体供给管接合来密封间隙的一端的第一接合部，在沿着反应气体供给管的插入方向的任意剖面，第一接合部为弯月状，插入方向上的第一接合部与反应气体供给管的接合长度比反应气体供给管的厚度长。

Description

单元堆装置、模块及模块容纳装置
技术领域
本公开涉及单元堆装置、模块及模块容纳装置。
背景技术
近年来，作为下一代能量，提出将多个燃料电池单元排列于歧管而成的单元堆装置，其中燃料电池单元是使用燃料气体(含氢气体)与空气(含氧气体)而能够获得电力的单元的1种。在由金属构成的歧管，设置用于将气体导入其内部空间的由金属构成的燃料气体供给管。燃料气体供给管的一端部被插入于在歧管设置的插入部，燃料气体供给管与歧管通过焊接等而被接合(例如，参照专利文献1。)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-143162号公报
发明内容
本公开的单元堆装置，具备：单元堆，将内部具有气体流路的柱状的单元在被立设多个的状态下排列并进行电连接而构成；歧管，用于对所述单元的下端进行固定，并且向所述单元的所述气体流路供给反应气体；和反应气体供给管，与该歧管连接，且用于将所述反应气体供给至所述歧管，所述歧管及所述反应气体供给管由金属构成，所述歧管具有用于对所述反应气体供给管进行连接的插入部，并且在该插入部与所述反应气体供给管之间具有间隙，所述单元堆装置具有将所述插入部与所述反应气体供给管接合来密封所述间隙的一端的第一接合部，在沿着所述反应气体供给管的插入方向的任意剖面，所述第一接合部为弯月状，所述插入方向上的所述第一接合部与所述反应气体供给管的接合长度比所述反应气体供给管的厚度长。
本公开的模块是将上述的单元堆装置容纳于容纳容器内而构成。
本公开的模块容纳装置是将上述的模块和用于使该模块动作的辅助器件容纳于外装外壳内而构成。
附图说明
图1是表示本实施方式的单元堆装置的一例的侧视图及局部剖视图。
图2是表示图1的T部的一例的放大剖视图。
图3是表示图1的T部的其他例的放大剖视图。
图4是图1的连接部的SEM照片。
图5是表示图1的T部的一例的放大剖视图。
图6是表示本实施方式的单元堆装置的其他例的外观立体图。
图7是将图6示出的单元堆装置的一部分省略掉的俯视图。
图8是图7的X-X线剖视图，一部分是侧视图。
图9是表示图8的B部的一例的放大剖视图。
图10是表示图8的B部的其他例的放大剖视图。
图11是表示本实施方式的模块的一例的外观立体图。
图12是将本实施方式的模块容纳装置的一例省略一部分后加以表示的立体图。
具体实施方式
使用图1～12来说明单元堆装置、模块及模块容纳装置。
图1～12所示的单元堆装置将作为单元的燃料电池单元排列多个而成，在以下的说明中，作为单元以燃料电池单元为例进行说明。
图1是表示本实施方式的单元堆装置的一例的侧视图，为了容易理解而将一部分设为局部剖视图。需要说明的是，以下的图中对于相同的构件赋予相同的编号。
图1所示的单元堆装置1具有具备柱状的多个燃料电池单元3的单元堆2。燃料电池单元3在内部具有气体流路，在具备一对对置的平坦且剖面呈扁平状、作为整体呈柱状的导电性支承体的一方的平坦面上，依次层叠作为内侧电极层的燃料极层、固体电解质层和作为外侧电极层的空气极层而成。在另一方的平坦面之中未形成空气极层的部位层叠内部连接器。而且，通过在邻接的燃料电池单元3间隔着导电构件进行配置，从而燃料电池单元3彼此以串联的方式电连接。燃料电池单元3的各构件的说明将后述。需要说明的是，在以下的说明中，使用燃料极层作为内侧电极层、空气极层作为外侧电极层的燃料电池单元来说明，但也可以设为空气极层作为内侧电极层、燃料极层作为外侧电极层的燃料电池单元。
(单元堆装置)
图1所示的单元堆装置1具备利用玻璃密封材料等的绝缘性粘接材料(未图示)将燃料电池单元3的下端固定于歧管4而成的单元堆5。图1所示的实施方式中，歧管是具有上壁、下壁及多个侧壁的箱型的构件。
在单元堆5的端部配置具有导电部12的端部导电构件11，该导电部用于将通过单元堆5(燃料电池单元3)的发电而产生的电收集并向外部引出。
在单元堆5的上方，配置有作为气体供给源的重整器6，其用于生成向燃料电池单元3供给的反应气体即燃料气体(以下有时简称为气体)。也可以将单元堆装置1设为包括重整器6的结构。
在图1所示的重整器6中，对经由原燃料供给管10而被供给的天然气体或灯油等的原燃料进行重整来生成气体。需要说明的是，重整器6能够采取能进行有效的重整反应即水蒸气重整的构造。具备用于使水气化的气化部7、和配置有用于将原燃料重整成气体的重整催化剂(未图示)的重整部8。而且，在重整器6中生成的气体，经由反应气体供给管即燃料气体供给管9而被供给至歧管4，通过歧管4向在燃料电池单元3的内部设置的气体流路供给。需要说明的是，在使用空气极层作为内侧电极层的燃料电池单元的情况下，作为反应气体供给管，能够采样含氧气体供给管。
图1中以剖视图表示燃料气体供给管9及歧管4，除此以外用侧视图来表示。
图2是表示图1的T部的一例的放大剖视图。
燃料气体供给管9的一端被连接于重整器6，并且另一端被插入在歧管4设置的插入部14中，由此与歧管4接合。歧管4及燃料气体供给管9能够用氧化铝形成不锈钢或者氧化铬形成不锈钢等的耐热性的金属来制作。插入部14是在歧管4设置的贯通口，虽然在图2所示的实施方式中设置于歧管4的上表面，但只要设置于歧管4的任意的面即可。燃料气体供给管9及歧管4的厚度能够设为0.5mm～3mm。
如图2所示，在歧管4的插入部14与燃料气体供给管9之间设置有间隙14a。由此，燃料气体供给管9变得在插入部14内容易移动，可缓和燃料气体供给管9与歧管4的第一接合部17(以下，称为第一接合部。)的应力，可牢固地接合燃料气体供给管9与歧管4。间隙14a可以仅在一部分设置，也可以遍及插入部14与燃料气体供给管9的整周上地设置。间隙14a能够设为0.05mm～1.0mm。
本实施方式的单元堆装置1，如图2所示那样，具有接合插入部14与燃料气体供给管9、从而将间隙14a的一端密封的第一接合部17。在沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面，第一接合部为弯月状，插入方向上的第一接合部17与燃料气体供给管9的接合长度D1比燃料气体供给管9的厚度D2长。
由此，能够将燃料气体供给管9与歧管4的第一接合部17的韧性保持得较高，能够抑制第一接合部17的裂缝。即，能够提高单元堆装置1、模块20及模块容纳装置40的长期可靠性。
需要说明的是，“将间隙的一端密封”意味着可以将歧管4的内部侧的间隙14a的一端密封，也可以将歧管4的外部侧的间隙14a的一端密封。在将歧管4的内部侧的间隙14a的一端密封的情况下，第一接合部17被设置于歧管4的内部。需要说明的是，也可以将间隙14a的两端密封，该情况下，将第一接合部17之中被暴露于含氢气体中的表面称为第一表面S1，将相反侧的表面称为第二表面S2。
再有，“第一接合部”是指，在沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面，用将第一表面S1、第二表面S2、第一表面S1与第二表面S2的歧管4侧的端部连结的线及将第一表面S1与第二表面S2的燃料气体供给管9侧的端部连结的线围起来的区域。
还有，“弯月状”如图2及3所示也可以是凹型弯月状，还可以是凸型弯月状。
进而，“燃料气体供给管的厚度”D2是指厚度最小的部分中的厚度。其中，与第一接合部17相接的部分中的燃料气体供给管9的厚度刨除在外。
在此，第二表面S2能够设为表面附近的结晶的构造为树枝构造的部分、或材料的组成和歧管4及燃料气体供给管9各自不同的部分。
另外，接合长度D1也可以比燃料气体供给管9的厚度的2倍短。由此，歧管4与燃料气体供给管9以必要程度以上在第一接合部17被牢固地接合，第一接合部17移动的自由度降低，能够抑制应力集中于第一接合部17。
此外，在沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面，插入方向上的接合长度D1也可以比歧管4的厚度D3长。由此，即便是歧管4在燃料气体供给管9的插入方向进行了振动的情况下，也能够抑制在第一接合部17与燃料气体供给管9的接合界面附近产生裂缝。
需要说明的是，“歧管的厚度”D3是指在设置有插入部14的歧管4的壁之中厚度最小的部分的厚度，但将与第一接合部17相接的部分中的歧管4的厚度刨除在外。
图3是表示图1的T部的其他例的放大剖视图。
在图3所示的实施方式中，燃料气体供给管9的插入方向上的间隙14a的长度D4比歧管4的厚度D3长。由此，与间隙14a的长度D4短于歧管的厚度D3的情况相比较，能够减少向与间隙14a相接的第一表面S1喷射的气体的量。即，能够抑制第一表面S1中的氢脆化。
为了设为图3所示的实施方式，通过在歧管4的外侧的插入部14的周缘部设置沿着燃料气体供给管9并向重整器6侧延伸的第一弯折部14b，从而能够实现。通过具有第一弯折部14b，从而歧管4与燃料气体供给管9的接合变得容易，还有变得容易将燃料气体供给管9插入插入部14中。需要说明的是，第一弯折部14b的高度H1例如能够设为2mm～5mm。
再者，在插入部14的外周部，也可以另外设置沿着燃料气体供给管9并向重整器6侧延伸的轮状构件。作为其他实施方式，也可以在歧管的内侧的插入部的周缘部设置弯折部或者轮状构件。
在图3所示的实施方式中，在第一弯折部14b的前端部设置第一接合部17，第一弯折部14b与燃料气体供给管9经由第一接合部17而被接合。另一方面，作为其他实施方式，也可以在歧管4侧的第一弯折部14b设置第一接合部17。
图4是第一接合部17的表面附近的剖面的扫描型电子显微镜(SEM)照片。需要说明的是，在图4中表示对后述的结晶面积进行了测定的结果的状态。
如图4所示那样，第一接合部17能够设为：在沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面，在用将第一接合部17中的长度500μm的分析表面A、分析表面A的两端a1、a2分别作为起点的长度500μm的两条垂线B1、B2及将两条该垂线的终点c1、c2连结的线C围起来的区域(以下称为分析区域。)内的结晶之中，平均结晶面积为10000μm2以下。由此，能够提高第一接合部17的强度。进而，为了进一步提高第一接合部17的强度，平均结晶面积也可以设为4000μm2以下。再有，也可以将第一接合部17的分析区域内的结晶之中全部结晶的结晶面积(一个一个的结晶)设为40000μm2以下。需要说明的是，“用···围起来的区域内的结晶”不仅仅是指完全被包含于分析区域内的结晶，一部分被包含于分析区域内的结晶也在此列。
还有，如图4所示，能够将第一接合部17的区域中位于第一接合部17的长度500μm分析表面A的结晶的平均结晶面积设为5000μm2以下。由此，因为能够提高容易产生裂缝的第二表面附近的强度，所以能够进一步提高第一接合部17的强度。
对确定第一接合部17的剖面处的结晶的结晶面积的方法进行说明。首先，使用扫描电子显微镜来获得将第一接合部17的第二表面包括在内的剖面处的沟道对比度像。接着，确定在所得到的沟道对比度像中出现的结晶。最后，以图像解析等方法来确定已确定的结晶之中被上述的分析区域围起来的结晶的结晶面积。
对以上说明过的本实施方式的歧管4的制作方法的一例加以说明。
燃料气体供给管9与歧管4被接合的第一接合部17，能够通过使用冶金式接合法将歧管4与燃料气体供给管9接合来设置。冶金式接合法，是指通过融接、压接或者钎焊进行接合的方法。作为融接的例子，可列举激光焊接、等离子体电弧焊接、惰性气体保护电弧焊接、MAG焊接或者气体焊接等。再者，作为压接的例子，可列举超声波焊接、摩擦焊接或者爆炸焊接等。
关于第一接合部17中的沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面处的、第一接合部17与燃料气体供给管9的接合长度D1的调整及第一接合部17的第二表面的结晶的结晶面积的调整，能够通过适当调节治金式接合法的接合方法的各种条件来实现。例如，在通过焊接来设置第一接合部17的情况下，能够通过调节热源的照射角度与照射输出来实现。
图5是表示图1的T部的一例的放大剖视图。本实施方式中，能够将第一接合部17中的角度θ1设为30°以下。由此，即便燃料气体供给管9变形或移动，也能够缓和施加于第一接合部17的应力、特别是施加于第一前端部17b的应力，可提高燃料气体供给管9与歧管4的接合的可靠性。
在此，如图5所示出的，角度θ1是：在沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面，从第一接合部17的第一前端部17b朝着歧管4引出的垂线和将第一接合部17的第一外形线S3之中位于从第一接合部17的第一底部17a到第一前端部17b的高度的一半高度的第一点17c与第一前端部17b连结的第一直线L1所成的角度。
另外，为了进一步抑制第一接合部17的破损等，能够采取角度θ1为20°以下的形状。
此外，第一接合部17能够采取凹状的弯月形状或者直线状。由此，可抑制施加于第一接合部17的应力集中在一点，能够缓和施加于第一接合部17的应力。
图6是表示本实施方式的单元堆装置的其他例的外观立体图，图7是将图6示出的单元堆装置的一部分省略掉的俯视图。再有，图8是图7的X-X线剖视图，以剖视图表示燃料气体供给管9、歧管4及整流板16，除此以外用侧视图来表示。
图6～图8所示的单元堆装置111中的歧管4，包括具有与气体流路连通的空间的主体部4a、和从主体部4a突出的凸缘部4b，经由主体部4a的空间而向燃料电池单元3供给气体。燃料气体供给管9的另一端自第一面n1侧被插入将凸缘部4b贯通设置的插入部14即第二贯通孔14e中并与歧管4接合。进而，自第二面n2侧被插入将主体部4a贯通设置的插入部14即第二贯通孔14e中并与歧管4接合。而且，歧管4具有与燃料气体供给管9的另一端隔离开并且覆盖该另一端的整流板16。换言之，整流板16为了提高流分配率，相对于从第二贯通孔14e流出的气体的流出方向垂直地设置。再者，整流板16具有开口部。该开口部也可以被设置成：气体朝向单元堆5之中与整流板16分离的端部的燃料电池单元3流出。需要说明的是，关于第一面n1及第二面n2，在歧管4中，将接合单元堆5并搭载的一侧的面设为第一面n1，将与该第一面相反侧的面设为第二面n2。
需要说明的是，关于第二贯通孔14e与燃料气体供给管9的接合(第一接合部)，因为能够采取上述的图2～图5的结构，所以省略说明，以下对第二贯通孔14e中的与燃料气体供给管9的接合进行说明。
图9是表示图8的B部的一例的放大剖视图。本实施方式中，燃料气体供给管9的另一端与歧管4经由第二接合部18而被接合。在此，本实施方式中，能够将第二接合部18中的角度θ2设为30°以下。由此，即便燃料气体供给管9变形或移动，也能够缓和施加于第二接合部18的应力、特别是施加于第二前端部18b的应力，可提高燃料气体供给管9与歧管4的接合的可靠性。
在此，角度θ2是在沿着燃料气体供给管9的插入方向的任意剖面，从第二接合部18的第二前端部18b朝着歧管4引出的垂线、和第二接合部18的第二外形线S4之中将位于从第二接合部18的第二底部18a到第二前端部18b的高度的一半高度的第一点18c与第二前端部18b连结的第二直线L2所成的角度。
再有，为了进一步抑制第二接合部18的破损等，能够采取角度θ2为20°以下的形状。
如图9所示那样，第二接合部18是凹状的弯月形状或者直线状。由此，可抑制施加于第二接合部18的应力集中于一点，能够缓和施加于第二接合部18的应力。
图10是表示图8的B部的其他例的放大剖视图。
在图10所示的例子中，在歧管4中的第二贯通孔14e的外周部，具有沿着燃料气体供给管9并向重整器6侧延伸的第二弯折部14c，该第二弯折部14c的上端部与燃料气体供给管9经由第二接合部18而被接合。由此，因为歧管4具有第二弯折部14c，所以歧管4与燃料气体供给管9变得容易接合，还有变得容易将燃料气体供给管9插入第二贯通孔14e。需要说明的是，第二弯折部14c的高度H2例如能够设为2mm～5mm。
对以上说明过的本实施方式的歧管4的制作方法的一例进行说明。例如关于图8所示那样的在凸缘部4b形成第二贯通孔14e、在主体部4a形成第二贯通孔14e的歧管4的制作方法，以下详述。
第二贯通孔14e通过冲孔加工等的加工法贯通凸缘部4b而形成。第二贯通孔14e也同样地通过冲孔加工等的加工法贯通主体部4a而形成。
燃料气体供给管9与歧管4被接合的第一接合部17、第二接合部18能够通过使用冶金式接合法将歧管4的外侧表面与燃料气体供给管9接合来设置。冶金式接合法是指通过融接、压接或者钎焊进行接合的方法。作为融接的例子，可列举激光焊接、等离子体电弧焊接、惰性气体保护电弧焊接、MAG焊接或者气体焊接等。再者，作为压接的例子，可列举超声波焊接、摩擦焊接或者爆炸焊接等。
再有，在歧管4中，为了分别在第二贯通孔14d及第二贯通孔14e的外周部一体地设置第一弯折部14b、第二弯折部14c，能够使用第一弯折部14b、第二弯折部14c的形状的金属模具，通过冲压加工等的加工法来制作。再者，分别在第二贯通孔14d及第二贯通孔14e的外周部独立地设置第一弯折部14b、第二弯折部14c的情况下，只要准备第一弯折部14b、第二弯折部14c的形状的构件，通过上述的冶金式接合法将独立的构件接合在第二贯通孔14d及第二贯通孔14e的外周部即可。
(单元)
燃料极层一般来说能够使用公知的结构，能够由多孔质的导电性陶瓷、例如固溶有稀土类元素氧化物的ZrO2(称为稳定化氧化锆，也包括部分稳定化氧化锆)与Ni及/或者NiO来形成。
固体电解质层具有作为进行电极间的电子的桥接的电解质的功能，同时为了防止燃料气体与含氧气体的泄漏还具有气体遮挡性，由固溶了3～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2来形成。需要说明的是，只要具有上述特性，也可以使用其他材料等来形成。
氧极层只要是一般使用的即可，没有特别限制，例如能够由包含所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物的导电性陶瓷来形成。氧极层具有气体透过性，开气孔率为20％以上，特别是处于30～50％的范围。
内部连接器能够由导电性陶瓷来形成，但由于与燃料气体(含氢气体)及含氧气体(空气等)接触，故能够使用具有耐还原性及耐氧化性的镧铬铁的钙钛矿型氧化物(LaCrO3系氧化物)。内部连接器为了防止在支承体形成的气体流路中流通的燃料气体、及在燃料电池单元3的外侧流通的含氧气体的泄漏而为致密质，具有93％以上、特别是95％以上的相对密度。
支承体为了使燃料气体一直透过到燃料极层而为气体透过性，进而，为了经由内部连接器进行集电而为导电性。因此，作为支承体，能够使用满足相关要求的材质，例如使用导电性陶瓷、金属陶瓷等。
另外，图1示出的燃料电池单元3中，柱状的支承体是沿燃料电池单元3的立设方向细长地延伸的板状片，是具有一对对置的平坦面与半圆形状的两侧面的中空平板状。而且燃料电池单元3的下端部与上述的导电构件的下端部例如通过玻璃密封材料等的绝缘性粘接材料而被固定于向燃料电池单元3供给燃料气体的歧管4，在支承体设置的气体流路与歧管4内的燃料气体室连通。
在制作燃料电池单元3时，在通过燃料极层或者固体电解质层的共烧来制作支承体的情况下，能够由Ni等的铁属金属成分和Y2O3等特定的稀土类元素氧化物来形成支承体。再者，支承体为了具备燃料气体透过性而使开气孔率为20％以上，特别是处于25～50％的范围，而且其导电率为300S/cm以上，特别是为440S/cm以上。
在此，对于燃料电池单元3而言，燃料极层与氧极层隔着固体电解质层而面对的部分作为发电的元件部发挥功能。即，空气等的含氧气体向氧极层的外侧流动，且燃料气体(含氢气体)向支承体内的气体通路流动，通过加热到规定的动作温度而进行发电。而且，通过该发电而生成的电流，经由设置于支承体的内部连接器，而由上述的导电构件收集。
(模块)
图11是把将图1所示的单元堆容纳于容纳容器而成的模块20分解来表示的外观立体图。构成为将图1示出的单元堆装置1容纳于长方体状的容纳容器22的内部。
图11中，表示将容纳容器21的一部分(前后面)取下，且自后方将内部所容纳的单元堆装置1及重整器6取出的状态。图11示出的模块20中，能够单元堆装置1滑动地容纳于容纳容器21内。
进而，在本实施方式的模块20中，因为是将上述的单元堆装置1容纳于容纳容器21内而构成，所以能够成为耐老化性得以提高的模块20。
(模块容纳装置)
图12是表示将图11示出的模块20和用于使单元堆装置1动作的辅助器件容纳于外装外壳内而成的模块容纳装置40即燃料电池装置的一例的立体图。需要说明的是，图12中将一部分结构省略来表示。
图12所示的模块容纳装置40通过分隔板43而在上下划分由支柱41与外装板42构成的外装外壳内。构成为将其上方侧设为容纳上述的模块20的模块容纳室44，将下方侧作为容纳用于使模块20动作的辅助器件类的辅助器件容纳室45。需要说明的是，将容纳于辅助器件容纳室45的辅助器件类省略来进行表示。
再有，在分隔板43设置有用于使辅助器件容纳室45的空气流向模块容纳室44侧的空气流通口46，在构成模块容纳室44的外装板42的一部分，设置有用于将模块容纳室44内的空气排气的排气口47。
上述那样的模块容纳装置40中，如上述，通过构成为将耐老化性得以提高的模块20容纳于模块容纳室44，从而能够成为耐老化性得以提高的模块容纳装置40。
本公开并未限定于上述实施方式的例子，只要在未脱离本发明主旨的范围内就能实施各种变更。例如，在上述方式中使用被称为所谓的纵向干涉条纹型的单元进行了说明，但一般来说也可以使用将被称为横向干涉条纹型的多个发电元件部设置于支承基板上而成的横向干涉条纹型的单元或者所谓的圆筒型的单元。
再者，在上述方式中对燃料电池单元3、单元堆装置1、模块20以及模块容纳装置40进行了说明。另一方面，也能够适用于电解单元(SOEC)及具备该电解单元的电解单元堆装置、电解模块以及模块容纳装置即电解装置，该电解单元通过对单元赋予水蒸气与电压，对水蒸气(水)进行电分解、从而生成氢与氧(O2)。
实施例1
(试样的制作)
关于上述的单元堆装置，通过上述方法，通过激光焊接来接合歧管与燃料气体供给管，制作出表1～4所示的试样。
将单元堆装置的各种构件设为和图1同样。需要说明的是，本实施例中，设为单元堆装置包括重整器。燃料气体供给管的厚度为0.9mm。而且，分别制作出第一接合部与燃料气体供给管的接合长度或者第一接合部的第二表面附近的结晶的结晶面积不同的各试样。
(耐老化性试验)
让含氢气体在单元堆装置的燃料电池单元的气体通路内流动，进而让空气向燃料电池单元的外侧(空气极层的外面)流通，在850℃下发电24小时，然后，停止含氢气体，使之自然冷却。每当该步骤的反复次数达到规定次数时就停止试验，确认了有无产生裂缝。其结果如表1～4所示。
需要说明的是，关于在确认时产生裂缝的堆叠装置，并未进行以下的试验。
将试验结果示于表1～4。需要说明的是，表1～4中记载了第一接合部与燃料气体供给管的接合长度、平均结晶面积的值、最大结晶面积的值、位于第一接合部的表面的结晶的平均结晶面积的值及热循环试验的循环次数。
[表1]
(耐老化性试验结果1)
接合长度为0.8mm的试样No.1和0.9mm的试样No.2，在400次热循环试验中，在第一接合部处产生了裂缝。另一方面，接合长度为1.0mm以上的试样No.3～7，在400次热循环试验中在第一接合部处未产生裂缝。
接合长度为1.8以上的试样No.6、7，在420次热循环试验中在第一接合部处产生了裂缝。另一方面，接合长度为1.0～1.7的试样No.3～5，在420次热循环试验中在第一接合部并未产生裂缝。
[表2]
(耐老化性试验结果2)
平均结晶面积的值为13119μm2的试样No.1和为11021μm2的试样No.2，在440次热循环试验中在第一接合部处产生了裂缝。另一方面，平均结晶面积为10000μm2以下的试样No.3～7，在440次热循环试验中在第一接合部处未产生裂缝。
平均结晶面积的值比4000μm2大的试样No.3～5，在460次热循环试验中在第一接合部处产生了裂缝。另一方面，平均结晶面积为4000μm2以下的试样No.6、7在460次热循环试验中，在第一接合部处未产生裂缝。
[表3]
(耐老化性试验结果3)
最大结晶面积的值为51126μm2的试样No.1和为43004μm2的试样No.2，在480次热循环试验中在第一接合部处产生了裂缝。另一方面，最大结晶面积为40000μm2以下的试样No.3～5，在480次热循环试验中在第一接合部处未产生裂缝。
[表4]
(耐老化性试验结果4)
表面平均结晶面积的值为2572μm2的试样No.1和为2128μm2的试样No.2，在500次热循环试验中在第一接合部处产生了裂缝。另一方面，表面平均结晶面积为2000μm2以下的试样No.3～5，在500次热循环试验中在第一接合部处未产生裂缝。
-符号说明-
1：单元堆装置
3：单元
4：歧管
5：单元堆
6：反应气体供给源(重整器)
9：反应气体(燃料气体)供给管
14：插入部
14a：间隙
14b：第一弯折部
14c：第二弯折部
14d：第一贯通孔
14e：第二贯通孔
17：第一接合部
18：第二接合部
D1：接合长度
D2：燃料气体供给管厚度
D3：歧管厚度
D4：间隙长度
20：模块(燃料电池模块)
40：模块容纳装置(燃料电池装置)
S1：第一表面
S2：第二表面
S3：第一外形线
S4：第二外形线
L1：第一直线
L2：第二直线。

Claims (16)

1.一种单元堆装置，具备：
单元堆，将内部具有气体流路的柱状的单元在被立设多个的状态下排列并进行电连接而构成；
歧管，用于对所述单元的下端进行固定，并且向所述单元的所述气体流路供给反应气体；和
反应气体供给管，与该歧管连接，且用于将所述反应气体供给至所述歧管，
所述歧管及所述反应气体供给管由金属构成，
所述歧管具有用于对所述反应气体供给管进行连接的插入部，并且在该插入部与所述反应气体供给管之间具有间隙，
所述单元堆装置具有将所述插入部与所述反应气体供给管接合来密封所述间隙的一端的第一接合部，
在沿着所述反应气体供给管的插入方向的任意剖面，
所述第一接合部为弯月状，
所述插入方向上的所述第一接合部与所述反应气体供给管的接合长度比所述反应气体供给管的厚度长。
2.根据权利要求1所述的单元堆装置，其中，
所述接合长度比所述反应气体供给管的厚度的2倍短。
3.根据权利要求1或2所述的单元堆装置，其中，
在沿着所述反应气体供给管的插入方向的任意剖面，
所述插入方向上的所述接合长度比所述歧管的厚度长。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的单元堆装置，其中，
所述插入方向上的所述间隙的长度比歧管的厚度长。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的单元堆装置，其中，
在沿着所述插入方向的任意剖面，在由所述第一接合部中的长度500μm的表面、将该表面的两端分别作为起点的长度500μm的两条垂线及将两条该垂线的终点连结的线围起来的区域内的结晶之中，平均结晶面积为10000μm2以下。
6.根据权利要求5所述的单元堆装置，其中，
所述第一接合部的所述区域内的结晶之中，平均结晶面积为4000μm2以下。
7.根据权利要求5或6所述的单元堆装置，其中，
所述第一接合部的所述区域内的结晶之中全部结晶的结晶面积为40000μm2以下。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的单元堆装置，其中，
所述第一接合部的所述区域内位于该第一接合部的表面的结晶的平均结晶面积为2000μm2以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的单元堆装置，其中，
该反应气体供给管的一端被连接于反应气体供给源，并且另一端被插入于在所述歧管设置的第一贯通孔，并经由所述第一接合部来与所述歧管接合，
在沿着所述反应气体供给管的插入方向的任意剖面，
从所述第一接合部的第一前端部朝着所述歧管引出的垂线和第一直线所成的角度θ1为30°以下，其中所述第一直线将所述第一接合部的第一外形线之中位于从所述第一接合部的第一底部到所述第一前端部的高度的一半高度的第一点和所述第一前端部连结。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的单元堆装置，其中，
所述第一接合部为凹状的弯月形状或者直线状。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的单元堆装置，其中，
在所述歧管中的所述第一贯通孔的外周部，具有沿着所述反应气体供给管而向所述反应气体供给源侧延伸的第一弯折部，
该第一弯折部的上端部和所述反应气体供给管经由所述第一接合部而被接合。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的单元堆装置，其中，
所述歧管包括：具有与所述气体流路连通的空间的主体部；和从主体部突出的凸缘部，
该凸缘部具有所述第一贯通孔，所述主体部具有第二贯通孔，
所述反应气体供给管的另一端被插入到该第二贯通孔，从而该另一端与所述歧管经由第二接合部而被接合，
在沿着所述反应气体供给管的插入方向的任意剖面，
从所述第二接合部的第二前端部朝着所述歧管引出的垂线和第二直线所成的角度θ2为30°以下，其中所述第二直线将所述第二接合部的第二外形线之中位于从所述第二接合部的第二底部到所述第二前端部的高度的一半高度的第二点与所述第二前端部连结。
13.根据权利要求12所述的单元堆装置，其中，
所述第二接合部为凹状的弯月形状或者直线状。
14.根据权利要求12或13所述的单元堆装置，其中，
在所述歧管中的所述第二贯通孔的外周部具有沿着所述反应气体供给管而向所述反应气体供给源侧延伸的第二弯折部，
该第二弯折部的上端部与所述反应气体供给管被接合。
15.一种模块，
将权利要求1～14中任一项所述的单元堆装置容纳于容纳容器内而构成。
16.一种模块容纳装置，
将权利要求15所述的模块和用于使该模块动作的辅助器件容纳于外装外壳内而构成。
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