JP2002208417A - 平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法 - Google Patents
平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】直交流ガスフロータイプの平板型固体電解質燃
料電池において、セル内部の温度分布状態をコントロー
ルし、セル内部の温度分布差や温度分布に起因して発生
する熱応力を軽減するなど各種有用な効果を得る。 【解決手段】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、空気流、燃料
流、あるいはその双方の流れを折り返して流すことを特
徴とする平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃
料供給方法。
料電池において、セル内部の温度分布状態をコントロー
ルし、セル内部の温度分布差や温度分布に起因して発生
する熱応力を軽減するなど各種有用な効果を得る。 【解決手段】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、空気流、燃料
流、あるいはその双方の流れを折り返して流すことを特
徴とする平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃
料供給方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気流と燃料流と
が直交するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電
池における空気及び燃料の供給方法に関する。
が直交するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電
池における空気及び燃料の供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ）には
平板方式、円筒方式、あるいは一体積層方式など各種あ
るが、図１〜２は平板方式（平板型）の一態様例を原理
的に説明する図である。図示のとおり、電解質材料を挟
んで燃料極及び空気極（酸化剤として酸素が用いられる
場合は酸素極）が配置されて、空気極／電解質／燃料極
の３層ユニットで単電池（単セル）が構成される。空気
極と燃料極は電解質材料の両面に焼き付け等により配置
される。
平板方式、円筒方式、あるいは一体積層方式など各種あ
るが、図１〜２は平板方式（平板型）の一態様例を原理
的に説明する図である。図示のとおり、電解質材料を挟
んで燃料極及び空気極（酸化剤として酸素が用いられる
場合は酸素極）が配置されて、空気極／電解質／燃料極
の３層ユニットで単電池（単セル）が構成される。空気
極と燃料極は電解質材料の両面に焼き付け等により配置
される。
【０００３】電解質材料としては、例えばイットリア安
定化ジルコニア（ＹＳＺ）のシート状焼結体等が用いら
れる。空気極としては、例えばＳｒドープＬａＭｎＯ3
等の多孔質体が用いられ、燃料極としては、例えばニッ
ケルとイットリア安定化ジルコニア混合物（Ｎｉ／ＹＳ
Ｚサーメット）等の多孔質体が用いられる。
定化ジルコニア（ＹＳＺ）のシート状焼結体等が用いら
れる。空気極としては、例えばＳｒドープＬａＭｎＯ3
等の多孔質体が用いられ、燃料極としては、例えばニッ
ケルとイットリア安定化ジルコニア混合物（Ｎｉ／ＹＳ
Ｚサーメット）等の多孔質体が用いられる。
【０００４】空気極側に酸化剤、例えば空気を流し、燃
料極側に燃料を流して、両電極を外部負荷に接続するこ
とで電力が得られる。単セル一つでは高い電圧は得られ
ないので、セルとセルをインターコネクタを介して交互
に積層配置してスタック化される。すなわち、隣接する
セルを電気的に接続すると同時に空気極と燃料極それぞ
れに空気と燃料とを分配し供給し排出する目的で、イン
ターコネクタ板と単セルとが交互に積層される。図１〜
２には、単セルを２個、その間にインターコネクタ板を
１個、上方単セルの上面及び下方単セルの下面にそれぞ
れ枠体（この枠体も１種のインターコネクタである）を
備えてスタックを構成した場合を示している。
料極側に燃料を流して、両電極を外部負荷に接続するこ
とで電力が得られる。単セル一つでは高い電圧は得られ
ないので、セルとセルをインターコネクタを介して交互
に積層配置してスタック化される。すなわち、隣接する
セルを電気的に接続すると同時に空気極と燃料極それぞ
れに空気と燃料とを分配し供給し排出する目的で、イン
ターコネクタ板と単セルとが交互に積層される。図１〜
２には、単セルを２個、その間にインターコネクタ板を
１個、上方単セルの上面及び下方単セルの下面にそれぞ
れ枠体（この枠体も１種のインターコネクタである）を
備えてスタックを構成した場合を示している。
【０００５】インターコネクタには、セルに空気及び燃
料を供給するための複数個の溝状のガス流路が形成され
ている。ガス流路を介したセルへの空気及び燃料の供給
フローのタイプには、主に、空気流と燃料流を同一方向
に流す並向流、空気流と燃料流を反対方向に流す対向
流、空気流と燃料流が直交するように流す直交流の３通
りがあるが、直交流のガスフロータイプが多く用いられ
ている。図３は、そのうち直交流のガスフロータイプ
（直交流パターン）の概略を示した図である。図３のと
おり、空気流と燃料流が相互に直交するように流され
る。
料を供給するための複数個の溝状のガス流路が形成され
ている。ガス流路を介したセルへの空気及び燃料の供給
フローのタイプには、主に、空気流と燃料流を同一方向
に流す並向流、空気流と燃料流を反対方向に流す対向
流、空気流と燃料流が直交するように流す直交流の３通
りがあるが、直交流のガスフロータイプが多く用いられ
ている。図３は、そのうち直交流のガスフロータイプ
（直交流パターン）の概略を示した図である。図３のと
おり、空気流と燃料流が相互に直交するように流され
る。
【０００６】ところで、それらのうち、特に直交流のガ
スフロータイプにおいては、元来、セル内部に複雑な温
度分布を生み出しやすい。ＳＯＦＣは約７５０〜１００
０℃の範囲で作動されるが（最近では７５０℃以下とい
う作動温度のものも開発されつつある）、１０００℃
（１２７３Ｋ）程度の温度で発電されることが多い。以
下、１０００℃（１２７３Ｋ）程度の温度で発電される
場合を例に説明する。セル内温度がこの温度からあまり
に低くなっても高くなっても良くない。すなわち、温度
が低くなり過ぎる場合には、内部抵抗が増加してエネル
ギーロスが大きくなり、一方、温度が高くなりすぎる場
合には、セルの強度的な問題から、セルの破壊の危険が
増大するといった問題がある。したがって、セルの内部
の温度は１０００℃近傍で高からず低からずの間に収ま
っていることが望ましい。
スフロータイプにおいては、元来、セル内部に複雑な温
度分布を生み出しやすい。ＳＯＦＣは約７５０〜１００
０℃の範囲で作動されるが（最近では７５０℃以下とい
う作動温度のものも開発されつつある）、１０００℃
（１２７３Ｋ）程度の温度で発電されることが多い。以
下、１０００℃（１２７３Ｋ）程度の温度で発電される
場合を例に説明する。セル内温度がこの温度からあまり
に低くなっても高くなっても良くない。すなわち、温度
が低くなり過ぎる場合には、内部抵抗が増加してエネル
ギーロスが大きくなり、一方、温度が高くなりすぎる場
合には、セルの強度的な問題から、セルの破壊の危険が
増大するといった問題がある。したがって、セルの内部
の温度は１０００℃近傍で高からず低からずの間に収ま
っていることが望ましい。
【０００７】また、セルの内部における温度分布に差が
生じると、その温度分布に応じてセル構成部材の変形が
起こり、電解質が破損するなどセルの応力破壊に至る危
険性があるため、できる限り温度分布は小さくなるよう
に運転する必要がある。一例として、高温域がセルの中
央部に生じると割れが生じやすく、このため高温域はで
きるだけ隅部や縁部にあるようにする必要がある。
生じると、その温度分布に応じてセル構成部材の変形が
起こり、電解質が破損するなどセルの応力破壊に至る危
険性があるため、できる限り温度分布は小さくなるよう
に運転する必要がある。一例として、高温域がセルの中
央部に生じると割れが生じやすく、このため高温域はで
きるだけ隅部や縁部にあるようにする必要がある。
【０００８】ところが、セルの内部の温度分布を制御す
る要因はいくつもはない。運転温度を１０００℃程度に
設定した場合、多少コントロールが効くのは、燃料の入
り温度（入口温度）、流入量、空気の入り温度（入口温
度）、流入量ぐらいである。燃料の流入量に関しては、
外部への出力が決っているために殆ど変更ができず、燃
料の入り温度、空気の入り温度に関しても殆ど自由度は
ない。したがって、空気の流入量のみで調整するほかは
ないが、特に直交流のガスフロータイプにおいては、温
度分布が複雑になるために、空気の流入量だけの調整
で、思うように温度コントロールすることはなかなか困
難である。
る要因はいくつもはない。運転温度を１０００℃程度に
設定した場合、多少コントロールが効くのは、燃料の入
り温度（入口温度）、流入量、空気の入り温度（入口温
度）、流入量ぐらいである。燃料の流入量に関しては、
外部への出力が決っているために殆ど変更ができず、燃
料の入り温度、空気の入り温度に関しても殆ど自由度は
ない。したがって、空気の流入量のみで調整するほかは
ないが、特に直交流のガスフロータイプにおいては、温
度分布が複雑になるために、空気の流入量だけの調整
で、思うように温度コントロールすることはなかなか困
難である。
【０００９】図４は、従来法（常法）、すなわち図３の
ような直交流のガスフロータイプにおける温度分布の一
例を示す図である。図４のとおり、空気の入口付近では
１２００〜１３００Ｋ（９２７〜１０２７℃）程度、燃
料の入口付近では９００〜１０００Ｋ（６２７〜７２７
℃）程度である。空気の流れ方向では、その全長のうち
入口から１／４程度の位置から１３００〜１４００Ｋ
（１０２７〜１１２７℃）程度という高温になってお
り、燃料の流れ方向では、その全長のうち入口から１／
３程度の位置から１３００〜１４００Ｋ程度という高温
になっていることが分かる。
ような直交流のガスフロータイプにおける温度分布の一
例を示す図である。図４のとおり、空気の入口付近では
１２００〜１３００Ｋ（９２７〜１０２７℃）程度、燃
料の入口付近では９００〜１０００Ｋ（６２７〜７２７
℃）程度である。空気の流れ方向では、その全長のうち
入口から１／４程度の位置から１３００〜１４００Ｋ
（１０２７〜１１２７℃）程度という高温になってお
り、燃料の流れ方向では、その全長のうち入口から１／
３程度の位置から１３００〜１４００Ｋ程度という高温
になっていることが分かる。
【００１０】１０００℃（１２７３Ｋ）程度の温度で発
電されるＳＯＦＣにおけるセルの温度は、できるだけ１
０００℃（１２７３Ｋ）近傍である必要があり、これを
あまり下回ってもよくない。また、スタックを構成する
電解質、空気極、燃料極、インターコネクタ等の各構成
材料の強度の問題から、１０００℃（１２７３Ｋ）近傍
をあまり上回ってもよくない。さらには、中央域のみに
高温域があると割れが生じやすく、このため高温域はで
きるだけ縁部や隅部、特に隅部にあるようにする必要が
ある。
電されるＳＯＦＣにおけるセルの温度は、できるだけ１
０００℃（１２７３Ｋ）近傍である必要があり、これを
あまり下回ってもよくない。また、スタックを構成する
電解質、空気極、燃料極、インターコネクタ等の各構成
材料の強度の問題から、１０００℃（１２７３Ｋ）近傍
をあまり上回ってもよくない。さらには、中央域のみに
高温域があると割れが生じやすく、このため高温域はで
きるだけ縁部や隅部、特に隅部にあるようにする必要が
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、空
気流と燃料流とが直交するガスフロータイプの平板型固
体電解質燃料電池において、セル内温度分布差、高温域
の位置などに起因する諸問題を解決する空気及び燃料の
供給方法を提供することを目的とする。
気流と燃料流とが直交するガスフロータイプの平板型固
体電解質燃料電池において、セル内温度分布差、高温域
の位置などに起因する諸問題を解決する空気及び燃料の
供給方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は（１）空気流と
燃料流が直交するガスフロータイプの平板型固体電解質
燃料電池において、空気流の流れを折り返して流すこと
を特徴とする平板型固体電解質燃料電池における空気及
び燃料供給方法を提供する。
燃料流が直交するガスフロータイプの平板型固体電解質
燃料電池において、空気流の流れを折り返して流すこと
を特徴とする平板型固体電解質燃料電池における空気及
び燃料供給方法を提供する。
【００１３】本発明は（２）空気流と燃料流が直交する
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、燃料流の流れを折り返して流すことを特徴とする平
板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法
を提供する。
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、燃料流の流れを折り返して流すことを特徴とする平
板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法
を提供する。
【００１４】本発明は（３）空気流と燃料流が直交する
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流量を流路ごとに変化させることを特徴と
する平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供
給方法を提供する。
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流量を流路ごとに変化させることを特徴と
する平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供
給方法を提供する。
【００１５】本発明は（４）空気流と燃料流が直交する
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、燃料流の流量を流路ごとに変化させることを特徴と
する平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供
給方法を提供する。
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、燃料流の流量を流路ごとに変化させることを特徴と
する平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料供
給方法を提供する。
【００１６】本発明は（５）空気流と燃料流が直交する
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流れを折り返して流し、且つ、燃料流の流
量を流路ごとに変化させることを特徴とする平板型固体
電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法を提供す
る。
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流れを折り返して流し、且つ、燃料流の流
量を流路ごとに変化させることを特徴とする平板型固体
電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法を提供す
る。
【００１７】本発明は（６）空気流と燃料流が直交する
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流量を流路ごとに変化さ、且つ、燃料流の
流れを折り返して流すことを特徴とする平板型固体電解
質燃料電池における空気及び燃料供給方法を提供する。
ガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流量を流路ごとに変化さ、且つ、燃料流の
流れを折り返して流すことを特徴とする平板型固体電解
質燃料電池における空気及び燃料供給方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明（１）は、空気流と燃料流
とが直交するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料
電池において、空気流を折り返して流すことを特徴とす
る。すなわち、燃料流は一方向のみに流し、空気流を一
方向から逆方向へ折り返して流す空気及び燃料供給方法
である。これにより、空気流出口側の低温域の空気を高
温域に戻し、高温域を冷却するか、もしくは逆に空気流
出口側の高温域の空気のエンタルピー（熱）を再びセル
に戻して低温域を加熱し、セルの温度分布をより均一化
する（より均一にする）とともに、高温域をセルの縁部
あるいは隅部方向にシフトさせることができる。空気流
の流れを折り返して流す一つの態様例では、空気流を、
複数個の空気流路のうちの燃料入口側寄りの空気流路中
に流した後、折り返して、残部の空気流路中に逆方向へ
流す。これにより、空気流出口側の低温域の空気を高温
域に戻して高温域を冷却し、セルの温度分布をより均一
化するとともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向
にシフトさせることができる。他の態様例では、空気流
を、複数個の空気流路のうちの燃料出口側寄りの空気流
路中に流した後、折り返して、残部の空気流路中に逆方
向へ流す。これにより、空気流出口側の高温域の空気の
エンタルピーを再びセルに戻して低温域を加熱し、セル
の温度分布をより均一化するとともに、高温域をセルの
縁部あるいは隅部方向にシフトさせることができる。
とが直交するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料
電池において、空気流を折り返して流すことを特徴とす
る。すなわち、燃料流は一方向のみに流し、空気流を一
方向から逆方向へ折り返して流す空気及び燃料供給方法
である。これにより、空気流出口側の低温域の空気を高
温域に戻し、高温域を冷却するか、もしくは逆に空気流
出口側の高温域の空気のエンタルピー（熱）を再びセル
に戻して低温域を加熱し、セルの温度分布をより均一化
する（より均一にする）とともに、高温域をセルの縁部
あるいは隅部方向にシフトさせることができる。空気流
の流れを折り返して流す一つの態様例では、空気流を、
複数個の空気流路のうちの燃料入口側寄りの空気流路中
に流した後、折り返して、残部の空気流路中に逆方向へ
流す。これにより、空気流出口側の低温域の空気を高温
域に戻して高温域を冷却し、セルの温度分布をより均一
化するとともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向
にシフトさせることができる。他の態様例では、空気流
を、複数個の空気流路のうちの燃料出口側寄りの空気流
路中に流した後、折り返して、残部の空気流路中に逆方
向へ流す。これにより、空気流出口側の高温域の空気の
エンタルピーを再びセルに戻して低温域を加熱し、セル
の温度分布をより均一化するとともに、高温域をセルの
縁部あるいは隅部方向にシフトさせることができる。
【００１９】本発明（２）は、空気流と燃料流とが直交
するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池にお
いて、燃料流を折り返して流すことを特徴とする。すな
わち、空気流は一方向のみに流し、燃料流を一方向から
逆方向へ折り返して流す空気及び燃料供給方法である。
これにより、燃料流出口側の低温域の燃料を戻してエン
タルピーを受け取り、逆に、燃料流出口側の高温域の燃
料のエンタルピーを再びセルに戻して、セルの温度分布
をより均一化するとともに、高温域をセルの縁部あるい
は隅部方向にシフトさせることができる。燃料流の流れ
を折り返して流す一つの態様例では、燃料流を、複数個
の燃料流路のうちの空気入口側寄りの燃料流路中に流し
た後、折り返して、残部の燃料流路中に逆方向へ流す。
これにより、燃料流出口側の低温域の燃料を戻してエン
タルピーを受け取り、セルの温度分布をより均一化する
とともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向にシフ
トさせることができる。他の態様例では、燃料流を、複
数個の燃料流路のうちの空気排出側寄りの燃料流路中に
流した後、折り返して、残部の燃料流路中に逆方向へ流
す。これにより、燃料流出口側の高温域の燃料のエンタ
ルピーを再びセルに戻して、セルの温度分布をより均一
化するとともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向
にシフトさせることができる。
するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池にお
いて、燃料流を折り返して流すことを特徴とする。すな
わち、空気流は一方向のみに流し、燃料流を一方向から
逆方向へ折り返して流す空気及び燃料供給方法である。
これにより、燃料流出口側の低温域の燃料を戻してエン
タルピーを受け取り、逆に、燃料流出口側の高温域の燃
料のエンタルピーを再びセルに戻して、セルの温度分布
をより均一化するとともに、高温域をセルの縁部あるい
は隅部方向にシフトさせることができる。燃料流の流れ
を折り返して流す一つの態様例では、燃料流を、複数個
の燃料流路のうちの空気入口側寄りの燃料流路中に流し
た後、折り返して、残部の燃料流路中に逆方向へ流す。
これにより、燃料流出口側の低温域の燃料を戻してエン
タルピーを受け取り、セルの温度分布をより均一化する
とともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向にシフ
トさせることができる。他の態様例では、燃料流を、複
数個の燃料流路のうちの空気排出側寄りの燃料流路中に
流した後、折り返して、残部の燃料流路中に逆方向へ流
す。これにより、燃料流出口側の高温域の燃料のエンタ
ルピーを再びセルに戻して、セルの温度分布をより均一
化するとともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向
にシフトさせることができる。
【００２０】本発明（３）は、空気流と燃料流とが直交
するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池にお
いて、空気流の流量を流路ごとに変化させることを特徴
とする。すなわち、燃料流の流量は均一に流し、空気流
の流量を流路ごとに変化させて流す空気及び燃料供給方
法である。このように、空気流の流量を流路ごとに変化
させることにより、発熱や吸熱の多かった領域では空気
流量を増やして空気による温度コントロールを増やし
（すなわち空気による温度調整量を増やし）、元来発熱
や吸熱の少なかった領域には流入する空気流量を減らし
て、この領域の空気による温度コントロールを減らして
（すなわち空気による温度調整量を減らして）、セルの
温度分布をより均一化することができる。なお、上記の
ように空気による温度コントロールを減らすと、反応に
よる発熱や吸熱の効果がダイレクトに現れるようにな
る。空気流の流量を流路ごとに変化させる一つの態様例
では、複数個の各空気流路へ供給する空気流の流量を、
燃料の入口側寄りから出口側寄りへと順次少量から多量
となるよう空気流路ごとに変化させる。他の態様例で
は、複数個の各空気流路へ供給する空気流の流量を、燃
料の入口側寄りから出口側寄りへと順次多量から少量と
なるよう空気流路ごとに変化させる。
するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池にお
いて、空気流の流量を流路ごとに変化させることを特徴
とする。すなわち、燃料流の流量は均一に流し、空気流
の流量を流路ごとに変化させて流す空気及び燃料供給方
法である。このように、空気流の流量を流路ごとに変化
させることにより、発熱や吸熱の多かった領域では空気
流量を増やして空気による温度コントロールを増やし
（すなわち空気による温度調整量を増やし）、元来発熱
や吸熱の少なかった領域には流入する空気流量を減らし
て、この領域の空気による温度コントロールを減らして
（すなわち空気による温度調整量を減らして）、セルの
温度分布をより均一化することができる。なお、上記の
ように空気による温度コントロールを減らすと、反応に
よる発熱や吸熱の効果がダイレクトに現れるようにな
る。空気流の流量を流路ごとに変化させる一つの態様例
では、複数個の各空気流路へ供給する空気流の流量を、
燃料の入口側寄りから出口側寄りへと順次少量から多量
となるよう空気流路ごとに変化させる。他の態様例で
は、複数個の各空気流路へ供給する空気流の流量を、燃
料の入口側寄りから出口側寄りへと順次多量から少量と
なるよう空気流路ごとに変化させる。
【００２１】本発明（４）は、空気流と燃料流とが直交
するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池にお
いて、燃料流の流量を流路ごとに変化させることを特徴
とする。すなわち、空気流の流量は均一に流し、燃料流
の流量を流路ごとに変化させて流す空気及び燃料供給方
法である。このように、燃料流の流量を流路ごとに変化
させることにより、元来、発熱や吸熱が多かった領域で
は燃料流量を減らし、これにより反応量を減らして発
熱、吸熱の相対量を減らし、逆に、元来発熱や吸熱の少
なかった領域では燃料の流量を増やし、セルの温度分布
をより均一化することができる。燃料流の流量を流路ご
とに変化させる一つの態様例では、複数個の各燃料流路
へ供給する燃料流の流量を、空気の入口側寄りから出口
側寄りへと順次少量から多量となるよう燃料流路ごとに
変化させる。他の態様例では、複数個の各燃料流路へ供
給する燃料流の流量を、空気の入口側寄りから出口側寄
りへと順次多量から少量となるよう燃料流路ごとに変化
させる。
するガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池にお
いて、燃料流の流量を流路ごとに変化させることを特徴
とする。すなわち、空気流の流量は均一に流し、燃料流
の流量を流路ごとに変化させて流す空気及び燃料供給方
法である。このように、燃料流の流量を流路ごとに変化
させることにより、元来、発熱や吸熱が多かった領域で
は燃料流量を減らし、これにより反応量を減らして発
熱、吸熱の相対量を減らし、逆に、元来発熱や吸熱の少
なかった領域では燃料の流量を増やし、セルの温度分布
をより均一化することができる。燃料流の流量を流路ご
とに変化させる一つの態様例では、複数個の各燃料流路
へ供給する燃料流の流量を、空気の入口側寄りから出口
側寄りへと順次少量から多量となるよう燃料流路ごとに
変化させる。他の態様例では、複数個の各燃料流路へ供
給する燃料流の流量を、空気の入口側寄りから出口側寄
りへと順次多量から少量となるよう燃料流路ごとに変化
させる。
【００２２】本発明（５）は、空気流と燃料流が直交す
るガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流れを折り返して流し、且つ、燃料流の流
量を流路ごとに変化させる空気及び燃料供給方法であ
る。本発明（６）は、空気流と燃料流が直交するガスフ
ロータイプの平板型固体電解質燃料電池において、空気
流の流量を流路ごとに変化させ、且つ、燃料流の流れを
折り返して流す空気及び燃料供給方法である。これらに
より、前記それぞれの効果を合わせた効果が得られる。
空気流の流れを折り返す態様、燃料流の流れを折り返す
態様、燃料流の流量を流路ごとに変化させる態様及び燃
料流の流量を流路ごとに変化させる態様については前記
と同様である。
るガスフロータイプの平板型固体電解質燃料電池におい
て、空気流の流れを折り返して流し、且つ、燃料流の流
量を流路ごとに変化させる空気及び燃料供給方法であ
る。本発明（６）は、空気流と燃料流が直交するガスフ
ロータイプの平板型固体電解質燃料電池において、空気
流の流量を流路ごとに変化させ、且つ、燃料流の流れを
折り返して流す空気及び燃料供給方法である。これらに
より、前記それぞれの効果を合わせた効果が得られる。
空気流の流れを折り返す態様、燃料流の流れを折り返す
態様、燃料流の流量を流路ごとに変化させる態様及び燃
料流の流量を流路ごとに変化させる態様については前記
と同様である。
【００２３】以上における、空気流の流量の流路ごとの
変化、燃料流の流量の流路ごとの変化は、（ａ）流量調
整弁（例えば各流路への導管に設ける）により調整して
行うこともでき、（ｂ）空気流路幅（複数の空気流路の
各流路の幅）、燃料流路幅（複数の燃料流路の各流路の
幅）を変えることにより行うこともでき、（ｃ）空気流
路、燃料流路の入口にスリットを設け、そのスリット幅
を変えることによっても行うことができ、（ｄ）空気流
路又は燃料流路の出口にスリットを設け、そのスリット
幅を変えることにより行うこともできる。
変化、燃料流の流量の流路ごとの変化は、（ａ）流量調
整弁（例えば各流路への導管に設ける）により調整して
行うこともでき、（ｂ）空気流路幅（複数の空気流路の
各流路の幅）、燃料流路幅（複数の燃料流路の各流路の
幅）を変えることにより行うこともでき、（ｃ）空気流
路、燃料流路の入口にスリットを設け、そのスリット幅
を変えることによっても行うことができ、（ｄ）空気流
路又は燃料流路の出口にスリットを設け、そのスリット
幅を変えることにより行うこともできる。
【００２４】以下、実施例を基に本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
はもちろんである。なお、以下において、図６、図９、
図１２、図１４及び図１９は、約１０００℃（１２７３
Ｋ）で発電されるＳＯＦＣの例を示しているが、約７５
０〜１０００℃、あるいは７５０℃以下で発電されるＳ
ＯＦＣについても同様である。
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
はもちろんである。なお、以下において、図６、図９、
図１２、図１４及び図１９は、約１０００℃（１２７３
Ｋ）で発電されるＳＯＦＣの例を示しているが、約７５
０〜１０００℃、あるいは７５０℃以下で発電されるＳ
ＯＦＣについても同様である。
【００２５】〈実施例１〉図５〜７は燃料流を一方向の
みに流し、空気流を折り返す例を示す図である。すなわ
ち、燃料流については、複数個の燃料流路のすべてに一
方向のみに流し、空気流を、複数の空気流路のうち、燃
料流入口側寄りの空気流路もしくは燃料流出口側寄りの
空気流路に流した後、折り返して、残部の空気流路に流
す例である。図５〜７中、矢印（→）は、空気流、燃料
流の各ガスの流れ方向を示し、この点以下の例において
も同じである。図５の例では、空気を、８個の空気流路
のうち燃料流の入口側寄りの４個の流路に導入し、それ
ら４個の流路の全長を流れた空気流を折り返して、燃料
流の出口側寄りの４個の流路に導入する。空気流の折り
返しは、例えばガス分配機構を備えたヘッダーを介して
行うことができる。この点、以下の態様でも同様であ
る。空気流路の数は、本例では８個であるが、燃料電池
の規模その他の条件に応じて適宜の数とすることができ
る。この点、以下の例でも同じである。また、そのうち
折り返し前と折り返し後の空気流路の数についても適宜
設定することができる。この点、空気流を折り返す以下
の例についても同じである。
みに流し、空気流を折り返す例を示す図である。すなわ
ち、燃料流については、複数個の燃料流路のすべてに一
方向のみに流し、空気流を、複数の空気流路のうち、燃
料流入口側寄りの空気流路もしくは燃料流出口側寄りの
空気流路に流した後、折り返して、残部の空気流路に流
す例である。図５〜７中、矢印（→）は、空気流、燃料
流の各ガスの流れ方向を示し、この点以下の例において
も同じである。図５の例では、空気を、８個の空気流路
のうち燃料流の入口側寄りの４個の流路に導入し、それ
ら４個の流路の全長を流れた空気流を折り返して、燃料
流の出口側寄りの４個の流路に導入する。空気流の折り
返しは、例えばガス分配機構を備えたヘッダーを介して
行うことができる。この点、以下の態様でも同様であ
る。空気流路の数は、本例では８個であるが、燃料電池
の規模その他の条件に応じて適宜の数とすることができ
る。この点、以下の例でも同じである。また、そのうち
折り返し前と折り返し後の空気流路の数についても適宜
設定することができる。この点、空気流を折り返す以下
の例についても同じである。
【００２６】図６は、図５のように空気流を折り返した
場合における温度分布を示した図である。従来法（常
法）では、例えば図４のように、１３００〜１４００Ｋ
の高温域が中央域から空気流及び燃料流の下流側、すな
わち図４中上部及び右部へ大きく広がっている。これに
対して、図６の場合には、高温域が幾分小さくなり、折
り返された空気流により１３００〜１４００Ｋの高温が
中央域から折り返された空気流の下流側及び燃料流の下
流側、すなわち下方部及び右方部へシフトしている。こ
のように、吸熱により温度が下がった領域の空気を温度
が高い領域に折り返すことで、セルの温度分布をより均
一化するとともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方
向にシフトさせることができる。
場合における温度分布を示した図である。従来法（常
法）では、例えば図４のように、１３００〜１４００Ｋ
の高温域が中央域から空気流及び燃料流の下流側、すな
わち図４中上部及び右部へ大きく広がっている。これに
対して、図６の場合には、高温域が幾分小さくなり、折
り返された空気流により１３００〜１４００Ｋの高温が
中央域から折り返された空気流の下流側及び燃料流の下
流側、すなわち下方部及び右方部へシフトしている。こ
のように、吸熱により温度が下がった領域の空気を温度
が高い領域に折り返すことで、セルの温度分布をより均
一化するとともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方
向にシフトさせることができる。
【００２７】図７の例では、空気を、８個の空気流路の
うち燃料流出口側寄りの４個の空気流路に導入し、それ
ら空気流路の全長を流れた空気流を折り返し、燃料流入
口側寄りの４個の流路に導入する。前記図４のとおり、
常法では、燃料流出口側寄りの領域は高温となるが、本
例では、空気を燃料流出口側寄り空気流路に導入するこ
とにより、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向にシフ
トさせ、セルの温度分布をより均一化することができ
る。
うち燃料流出口側寄りの４個の空気流路に導入し、それ
ら空気流路の全長を流れた空気流を折り返し、燃料流入
口側寄りの４個の流路に導入する。前記図４のとおり、
常法では、燃料流出口側寄りの領域は高温となるが、本
例では、空気を燃料流出口側寄り空気流路に導入するこ
とにより、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向にシフ
トさせ、セルの温度分布をより均一化することができ
る。
【００２８】〈実施例２〉図８〜１０は空気流を一方向
のみに流し、燃料流を折り返す例を示す図である。すな
わち、空気流については、複数個の空気流路のすべてに
一方向のみに流し、燃料流を、複数の燃料流路のうち、
空気流入口側寄りの燃料流路もしくは空気流出口側寄り
の燃料流路に流した後、折り返して、残部の燃料流路に
流す例である。図８の例では、燃料を、７個の燃料流路
のうち空気流の入口側寄りの４個の燃料流路に導入し、
それら４個の燃料流路の全長を流れた燃料流を折り返し
て、空気流の出口側寄りの３個の燃料流路に導入する。
燃料流の折り返しは、例えばガス分配機構を備えたヘッ
ダーを介して行われる。この点、以下の例でも同様であ
る。
のみに流し、燃料流を折り返す例を示す図である。すな
わち、空気流については、複数個の空気流路のすべてに
一方向のみに流し、燃料流を、複数の燃料流路のうち、
空気流入口側寄りの燃料流路もしくは空気流出口側寄り
の燃料流路に流した後、折り返して、残部の燃料流路に
流す例である。図８の例では、燃料を、７個の燃料流路
のうち空気流の入口側寄りの４個の燃料流路に導入し、
それら４個の燃料流路の全長を流れた燃料流を折り返し
て、空気流の出口側寄りの３個の燃料流路に導入する。
燃料流の折り返しは、例えばガス分配機構を備えたヘッ
ダーを介して行われる。この点、以下の例でも同様であ
る。
【００２９】従来法では、例えば図４のように、空気流
入口側寄りの燃料流路を流れた燃料は未だ低温であるの
で、本発明においては、その低温の燃料流を折り返し
て、常法では高温となる空気流出口側寄りの燃料流路に
導入することにより、セルの温度分布をより均一化する
とともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向にシフ
トさせることができる。燃料流路の数は、本例では７個
であるが、燃料電池の規模等に応じて適宜の数とするこ
とができる。この点、以下の例でも同じである。また、
そのうち折り返し前と折り返し後の燃料流路の数につい
ても適宜設定することができる。この点、燃料流を折り
返す以下の例についても同じである。
入口側寄りの燃料流路を流れた燃料は未だ低温であるの
で、本発明においては、その低温の燃料流を折り返し
て、常法では高温となる空気流出口側寄りの燃料流路に
導入することにより、セルの温度分布をより均一化する
とともに、高温域をセルの縁部あるいは隅部方向にシフ
トさせることができる。燃料流路の数は、本例では７個
であるが、燃料電池の規模等に応じて適宜の数とするこ
とができる。この点、以下の例でも同じである。また、
そのうち折り返し前と折り返し後の燃料流路の数につい
ても適宜設定することができる。この点、燃料流を折り
返す以下の例についても同じである。
【００３０】図９は、燃料流を図８のように折り返した
場合における温度分布を示した図である。従来法では、
例えば図４のように、１３００〜１４００Ｋの高温が中
央域から空気流及び燃料流の下流側、すなわち図４中上
部及び右部へ大きく広がっている。これに対して、図９
の場合には、１３００〜１４００Ｋの高温域が右部へシ
フトし、高温域が図４の場合の２／３程度に小さくなっ
ている。このように、吸熱により温度が下がった領域の
燃料を温度が高い領域に折り返すことで、セルの温度分
布をより均一化するとともに、高温域をセルの縁部ある
いは隅部方向にシフトさせることができる。
場合における温度分布を示した図である。従来法では、
例えば図４のように、１３００〜１４００Ｋの高温が中
央域から空気流及び燃料流の下流側、すなわち図４中上
部及び右部へ大きく広がっている。これに対して、図９
の場合には、１３００〜１４００Ｋの高温域が右部へシ
フトし、高温域が図４の場合の２／３程度に小さくなっ
ている。このように、吸熱により温度が下がった領域の
燃料を温度が高い領域に折り返すことで、セルの温度分
布をより均一化するとともに、高温域をセルの縁部ある
いは隅部方向にシフトさせることができる。
【００３１】図１０の例では、燃料を、７個の燃料流路
のうち空気流出口側寄りの４個の流路に導入し、それら
全長を流れた燃料流を折り返して、空気流入口側寄りの
３個の流路に導入する。従来法では、例えば図４のよう
に、空気流出口側寄りの領域は高温となるのに対して、
本発明においては、燃料を空気流出口側寄り燃料流路に
導入し、空気流入口側寄に折り返すことにより、セルの
温度分布をより均一化するとともに、高温域をセルの縁
部あるいは隅部方向にシフトさせることができる。
のうち空気流出口側寄りの４個の流路に導入し、それら
全長を流れた燃料流を折り返して、空気流入口側寄りの
３個の流路に導入する。従来法では、例えば図４のよう
に、空気流出口側寄りの領域は高温となるのに対して、
本発明においては、燃料を空気流出口側寄り燃料流路に
導入し、空気流入口側寄に折り返すことにより、セルの
温度分布をより均一化するとともに、高温域をセルの縁
部あるいは隅部方向にシフトさせることができる。
【００３２】〈実施例３〉図１１〜１２は、空気流及び
燃料流を共に折り返す例を示す図である。図１１の例で
は、空気については、８個の空気流路のうち燃料流の折
り返し側寄りの４個の流路に導入し、それら空気流路の
全長を流れた空気流を折り返して、燃料流入口側寄りの
４個の流路に導入する。燃料については、７個の燃料流
路のうち空気流の折り返し側寄りの４個の流路に導入
し、それら燃料流路の全長を流れた燃料流を折り返し
て、空気流の入口側寄りの３個の燃料流路に導入する。
これにより高温域をより小さくし、その高温域を縁部あ
るいは隅部へシフトさせることができる。
燃料流を共に折り返す例を示す図である。図１１の例で
は、空気については、８個の空気流路のうち燃料流の折
り返し側寄りの４個の流路に導入し、それら空気流路の
全長を流れた空気流を折り返して、燃料流入口側寄りの
４個の流路に導入する。燃料については、７個の燃料流
路のうち空気流の折り返し側寄りの４個の流路に導入
し、それら燃料流路の全長を流れた燃料流を折り返し
て、空気流の入口側寄りの３個の燃料流路に導入する。
これにより高温域をより小さくし、その高温域を縁部あ
るいは隅部へシフトさせることができる。
【００３３】図１２は、図１１のように空気流及び燃料
流を共に折り返した場合における温度分布を示した図で
ある。従来法では、例えば図４のように、１３００〜１
４００Ｋの高温が中央域から空気流及び燃料流の下流
側、すなわち図４中上部及び右部へ大きく広がってい
る。これに対して、図１２の場合には、高温域がその１
／２程度に小さくなり、しかも折り返された空気流及び
燃料流により１３００〜１４００Ｋの高温域が右下部の
隅へシフトしている。
流を共に折り返した場合における温度分布を示した図で
ある。従来法では、例えば図４のように、１３００〜１
４００Ｋの高温が中央域から空気流及び燃料流の下流
側、すなわち図４中上部及び右部へ大きく広がってい
る。これに対して、図１２の場合には、高温域がその１
／２程度に小さくなり、しかも折り返された空気流及び
燃料流により１３００〜１４００Ｋの高温域が右下部の
隅へシフトしている。
【００３４】〈実施例４〉図１３〜１５は、燃料流の流
量を各燃料流路共一定とし、空気流の流量を流路ごとに
変化させる例を示す図である。図１３〜１５中、矢印
（→）の長短は空気流量の大小を示し、この点、空気流
の流量を流路ごとに変化させる以下の図においても同じ
である。図１３の例では、空気流の流量を、８個の空気
流路のうち燃料流入口側寄りから順次少量から多量へと
流路ごとに変化させる。空気の全流量は空気流量を均等
に流す場合と同じであり、この点以下の例においても同
じである。本例により、高温域を隅部あるいは縁部にシ
フトさせることにより、中央域における高温部を無くす
か、少なくすることができる。
量を各燃料流路共一定とし、空気流の流量を流路ごとに
変化させる例を示す図である。図１３〜１５中、矢印
（→）の長短は空気流量の大小を示し、この点、空気流
の流量を流路ごとに変化させる以下の図においても同じ
である。図１３の例では、空気流の流量を、８個の空気
流路のうち燃料流入口側寄りから順次少量から多量へと
流路ごとに変化させる。空気の全流量は空気流量を均等
に流す場合と同じであり、この点以下の例においても同
じである。本例により、高温域を隅部あるいは縁部にシ
フトさせることにより、中央域における高温部を無くす
か、少なくすることができる。
【００３５】図１４は、図１３のように空気流の流量を
変化させた場合におけるセルの温度分布を示した図であ
る。従来法では、例えば図４のように、１３００〜１４
００Ｋの高温が中央域から空気流及び燃料流の下流側、
すなわち図４中上部及び右部へ大きく広がっている。こ
れに対して、図１４の場合には、高温域が小さくなり、
１３００〜１４００Ｋの高温域が図４の場合に比べて上
方部へシフトしている。すなわち、例えば図４では温度
が高かった領域に流す空気量を増やして、この領域の温
度調整を多量に流す空気流に担わせることで高温になる
ことを防ぎ、全体としてセルの温度分布をより均一化す
ることができる。
変化させた場合におけるセルの温度分布を示した図であ
る。従来法では、例えば図４のように、１３００〜１４
００Ｋの高温が中央域から空気流及び燃料流の下流側、
すなわち図４中上部及び右部へ大きく広がっている。こ
れに対して、図１４の場合には、高温域が小さくなり、
１３００〜１４００Ｋの高温域が図４の場合に比べて上
方部へシフトしている。すなわち、例えば図４では温度
が高かった領域に流す空気量を増やして、この領域の温
度調整を多量に流す空気流に担わせることで高温になる
ことを防ぎ、全体としてセルの温度分布をより均一化す
ることができる。
【００３６】図１５の例では、空気流の流量を、８個の
空気流路のうち燃料流入口側寄りから順次の多量から少
量へと空気流路ごとに変化させる。従来法では、例えば
図４のように、空気流の流量を各空気流路共均等に流す
場合には、燃料流入口側寄りの空気流路を流れた空気は
低温であるが、本例のように燃料流入口側寄りの空気流
量を多くすることにより、高温域を図４の場合に比べて
上方部へずらすなど、セルの温度分布をより均一化する
ことができる。
空気流路のうち燃料流入口側寄りから順次の多量から少
量へと空気流路ごとに変化させる。従来法では、例えば
図４のように、空気流の流量を各空気流路共均等に流す
場合には、燃料流入口側寄りの空気流路を流れた空気は
低温であるが、本例のように燃料流入口側寄りの空気流
量を多くすることにより、高温域を図４の場合に比べて
上方部へずらすなど、セルの温度分布をより均一化する
ことができる。
【００３７】〈実施例５〉図１６〜１７は、空気流の流
量を各空気流路共一定とし、燃料流の流量を燃料流路ご
とに変化させる例を示す図である。図１６〜１７中、矢
印（→）の長短は燃料流量の大小を示し、この点、燃料
流量を流路ごと変化させる以下の図においても同じであ
る。図１６の例では、燃料流の流量を、７個の燃料流路
のうち空気流の入口側寄りから出口側寄りへ順次少量か
ら多量へと流路ごとに変化させる。燃料の全流量は燃料
流の流量を各燃料流路共一定とする場合と同じであり、
この点以下の例においても同じである。本例により、高
温域を縁部あるいは隅部にシフトさせ、中央部における
高温部を無くすか、少なくすることができる。
量を各空気流路共一定とし、燃料流の流量を燃料流路ご
とに変化させる例を示す図である。図１６〜１７中、矢
印（→）の長短は燃料流量の大小を示し、この点、燃料
流量を流路ごと変化させる以下の図においても同じであ
る。図１６の例では、燃料流の流量を、７個の燃料流路
のうち空気流の入口側寄りから出口側寄りへ順次少量か
ら多量へと流路ごとに変化させる。燃料の全流量は燃料
流の流量を各燃料流路共一定とする場合と同じであり、
この点以下の例においても同じである。本例により、高
温域を縁部あるいは隅部にシフトさせ、中央部における
高温部を無くすか、少なくすることができる。
【００３８】図１７の例では、燃料流の流量を、７個の
燃料流路のうち空気流入口側寄りから出口側寄りへ順次
多量から少量へと流路ごとに変化させる。従来法では、
例えば図４のように、燃料流量を各燃料流路共均等に流
す場合には、空気流入口側寄りの燃料流路を流れた燃料
は低温であるが、本例のように空気流入口側寄りの燃料
流量を多くすることにより、高温域を縁部あるいは隅部
へシフトさせ、中央部における高温部を無くすか、少な
くすることができる。
燃料流路のうち空気流入口側寄りから出口側寄りへ順次
多量から少量へと流路ごとに変化させる。従来法では、
例えば図４のように、燃料流量を各燃料流路共均等に流
す場合には、空気流入口側寄りの燃料流路を流れた燃料
は低温であるが、本例のように空気流入口側寄りの燃料
流量を多くすることにより、高温域を縁部あるいは隅部
へシフトさせ、中央部における高温部を無くすか、少な
くすることができる。
【００３９】〈実施例６〉図１８〜２０は、空気流又は
燃料流を折り返すことと、空気流の流量又は燃料流の流
量を流路ごとに変化させることを組み合わせた例を示す
図である。図１８の例では、空気については、８個の空
気流路のうち燃料流出口側寄りの４個の流路に導入し、
それら空気流路の全長を流れた空気流を折り返して、燃
料流入口側寄りの４個の流路に導入する。燃料について
は、燃料流の流量を７個の燃料流路のうち空気流出口側
寄り（折り返して４個の流路を経た出口側寄り）から順
次少量から多量へと流路ごとに変化させる。これによ
り、１３００〜１４００Ｋという高温域を小さくし、セ
ルの温度分布をより均一化することができる。
燃料流を折り返すことと、空気流の流量又は燃料流の流
量を流路ごとに変化させることを組み合わせた例を示す
図である。図１８の例では、空気については、８個の空
気流路のうち燃料流出口側寄りの４個の流路に導入し、
それら空気流路の全長を流れた空気流を折り返して、燃
料流入口側寄りの４個の流路に導入する。燃料について
は、燃料流の流量を７個の燃料流路のうち空気流出口側
寄り（折り返して４個の流路を経た出口側寄り）から順
次少量から多量へと流路ごとに変化させる。これによ
り、１３００〜１４００Ｋという高温域を小さくし、セ
ルの温度分布をより均一化することができる。
【００４０】図１９は、図１８のように空気流を折り返
し、燃料流の流量を燃料流路ごとに変化させた場合にお
ける温度分布を示した図である。図１９のとおり、１３
００〜１４００Ｋという高温域が格段に小さくなり、１
２００〜１３００Ｋの領域が広く分布している。すなわ
ち、空気流については、低温の空気を高温域に折り返す
ことで高温域を冷却し、燃料流については、例えば図４
では発熱、吸熱の多い、下方領域の流量を減らして反応
量を減らし（したがって発熱、吸熱も減る）、これらの
両方の作用効果によってセル全体の温度分布をより均一
化することができる。
し、燃料流の流量を燃料流路ごとに変化させた場合にお
ける温度分布を示した図である。図１９のとおり、１３
００〜１４００Ｋという高温域が格段に小さくなり、１
２００〜１３００Ｋの領域が広く分布している。すなわ
ち、空気流については、低温の空気を高温域に折り返す
ことで高温域を冷却し、燃料流については、例えば図４
では発熱、吸熱の多い、下方領域の流量を減らして反応
量を減らし（したがって発熱、吸熱も減る）、これらの
両方の作用効果によってセル全体の温度分布をより均一
化することができる。
【００４１】図２０の例では、空気については、空気流
の流量を燃料流の折り返し側寄り（折り返し前の３個の
燃料流路側寄り）から順次多量から少量へと空気流路ご
とに変化させる。燃料については、７個の燃料流路のう
ち空気流入口側寄りの３個の流路に導入し、それら燃料
流路の全長を流れた燃料流を折り返して、空気流出口側
寄りの４個の流路に導入する。これにより、高温域は小
さくなり、セル全体の温度分布をより均一化することが
できる。
の流量を燃料流の折り返し側寄り（折り返し前の３個の
燃料流路側寄り）から順次多量から少量へと空気流路ご
とに変化させる。燃料については、７個の燃料流路のう
ち空気流入口側寄りの３個の流路に導入し、それら燃料
流路の全長を流れた燃料流を折り返して、空気流出口側
寄りの４個の流路に導入する。これにより、高温域は小
さくなり、セル全体の温度分布をより均一化することが
できる。
【００４２】〈実施例７〉図２１は空気流の流量又は燃
料流の流量を変化させる仕方として、空気流路、燃料流
路の各流路の幅を変える例である。図２１のとおり、イ
ンターコネクタに形成する溝状の流路の横方向の幅を順
次幅狭から幅広（左右逆に見れば幅広から幅狭）に変化
させることにより、空気流の流量又は燃料流の流量を変
化させる。
料流の流量を変化させる仕方として、空気流路、燃料流
路の各流路の幅を変える例である。図２１のとおり、イ
ンターコネクタに形成する溝状の流路の横方向の幅を順
次幅狭から幅広（左右逆に見れば幅広から幅狭）に変化
させることにより、空気流の流量又は燃料流の流量を変
化させる。
【００４３】〈実施例８〉図２２は空気流の流量又は燃
料流の流量を変化させる仕方として、空気流路、燃料流
路の各流路の幅は一定とし、各流路の入口又は出口にス
リットを設け、そのスリット幅を変える例である。図２
２のとおり、インターコネクタに形成した溝状の各流路
は一定幅とし、各流路の入口又は出口にスリットを設け
る。その際、スリット幅を順次幅狭から幅広（左右逆に
見れば幅広から幅狭）に変化させて圧損を発生させるこ
とにより空気流の流量又は燃料流の流量を変化させる。
料流の流量を変化させる仕方として、空気流路、燃料流
路の各流路の幅は一定とし、各流路の入口又は出口にス
リットを設け、そのスリット幅を変える例である。図２
２のとおり、インターコネクタに形成した溝状の各流路
は一定幅とし、各流路の入口又は出口にスリットを設け
る。その際、スリット幅を順次幅狭から幅広（左右逆に
見れば幅広から幅狭）に変化させて圧損を発生させるこ
とにより空気流の流量又は燃料流の流量を変化させる。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、平板型固体電解質燃料
電池におけるセル内部の温度分布差や温度分布などの温
度分布状態をコントロールし、セル内部の温度分布差や
温度分布などに起因して発生する熱応力を軽減すること
ができるなど各種有用な効果が得られる。
電池におけるセル内部の温度分布差や温度分布などの温
度分布状態をコントロールし、セル内部の温度分布差や
温度分布などに起因して発生する熱応力を軽減すること
ができるなど各種有用な効果が得られる。
【図１】固体電解質型燃料電池一態様例を原理的に説明
する図
する図
【図２】固体電解質型燃料電池一態様例を原理的に説明
する図
する図
【図３】直交流のガスフロータイプ（直交流パターン）
の概略を示した図
の概略を示した図
【図４】直交流のガスフロータイプにおける温度分布の
一例を示す図
一例を示す図
【図５】実施例１を示す図
【図６】実施例１を示す図
【図７】実施例１を示す図
【図８】実施例２を示す図
【図９】実施例２を示す図
【図１０】実施例２を示す図
【図１１】実施例３を示す図
【図１２】実施例３を示す図
【図１３】実施例４を示す図
【図１４】実施例４を示す図
【図１５】実施例４を示す図
【図１６】実施例５を示す図
【図１７】実施例５を示す図
【図１８】実施例６を示す図
【図１９】実施例６を示す図
【図２０】実施例６を示す図
【図２１】実施例７を示す図
【図２２】実施例８を示す図
Claims (18)
- 【請求項１】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、空気流の流れ
を折り返して流すことを特徴とする平板型固体電解質燃
料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項２】上記空気流を、複数個の空気流路のうちの
燃料入口側寄りの空気流路中に流した後、折り返して、
残部の空気流路中に逆方向へ流すことを特徴とする請求
項１に記載の平板型固体電解質燃料電池における空気及
び燃料供給方法。 - 【請求項３】上記空気流を、複数個の空気流路のうちの
燃料出口側寄りの空気流路中に流した後、折り返して、
残部の空気流路中に逆方向へ流すことを特徴とする請求
項１に記載の平板型固体電解質燃料電池における空気及
び燃料供給方法。 - 【請求項４】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、燃料流の流れ
を折り返して流すことを特徴とする平板型固体電解質燃
料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項５】上記燃料流を、複数個の燃料流路のうちの
空気入口側寄りの燃料流路中に流した後、折り返して、
残部の燃料流路中に逆方向へ流すことを特徴とする請求
項４に記載の平板型固体電解質燃料電池における空気及
び燃料供給方法。 - 【請求項６】上記燃料流を、複数個の燃料流路のうちの
空気出口側寄りの燃料流路中に流した後、折り返して、
残部の燃料流路中に逆方向へ流すことを特徴とする請求
項４に平板型固体電解質燃料電池における空気及び燃料
供給方法。 - 【請求項７】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、空気流の流量
を流路ごとに変化させることを特徴とする平板型固体電
解質燃料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項８】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、複数個の各空
気流路へ供給する空気流の流量を、燃料入口側寄りから
出口側寄りへと順次多量から少量となるよう空気流路ご
とに変化させることを特徴とする平板型固体電解質燃料
電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項９】空気流と燃料流が直交するガスフロータイ
プの平板型固体電解質燃料電池において、複数個の各空
気流路へ供給する空気流の流量を、燃料入口側寄りから
出口側寄りへと順次少量から多量となるよう空気流路ご
とに変化させることを特徴とする平板型固体電解質燃料
電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１０】空気流と燃料流が直交するガスフロータ
イプの平板型固体電解質燃料電池において、燃料流の流
量を流路ごとに変化させることを特徴とする平板型固体
電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１１】空気流と燃料流が直交するガスフロータ
イプの平板型固体電解質燃料電池において、複数個の各
燃料流路へ供給する燃料流の流量を、空気入口側寄りか
ら出口側寄りへと順次多量から少量となるよう燃料流路
ごとに変化させることを特徴とする平板型固体電解質燃
料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１２】空気流と燃料流が直交するガスフロータ
イプの平板型固体電解質燃料電池において、複数個の各
燃料流路へ供給する燃料流の流量を、空気入口側寄りか
ら出口側寄りへと順次少量から多量となるよう燃料流路
ごとに変化させることを特徴とする平板型固体電解質燃
料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１３】上記空気流の流量又は燃料流の流量の流
路ごとの変化を、流量調整弁により調整して行うことを
特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載の平板型固
体電解質燃料電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１４】上記空気流の流量又は燃料流の流量の流
路ごとの変化を、空気流路幅又は燃料流路幅を変えるこ
とにより行うことを特徴とする請求項７〜１２のいずれ
かに記載の平板型固体電解質燃料電池における空気及び
燃料供給方法。 - 【請求項１５】上記空気流の流量又は燃料流の流量の流
路ごとの変化を、空気流路又は燃料流路の入口に設けた
スリット幅を変えることにより行うことを特徴とする請
求項７〜１２のいずれかに記載の平板型固体電解質燃料
電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１６】上記空気流の流量又は燃料流の流量の流
路ごとの変化を、空気流路又は燃料流路の出口に設けた
スリット幅を変えることにより行うことを特徴とする請
求項７〜１２のいずれかに記載の平板型固体電解質燃料
電池における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１７】空気流と燃料流が直交するガスフロータ
イプの平板型固体電解質燃料電池において、空気流の流
れを折り返して流し、且つ、燃料流の流量を流路ごとに
変化させることを特徴とする平板型固体電解質燃料電池
における空気及び燃料供給方法。 - 【請求項１８】空気流と燃料流が直交するガスフロータ
イプの平板型固体電解質燃料電池において、空気流の流
量を流路ごとに変化さ、且つ、燃料流の流れを折り返し
て流すことを特徴とする平板型固体電解質燃料電池にお
ける空気及び燃料供給方法。
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| JP2001003100A JP4485075B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 平板型ｓｏｆｃにおける空気及び燃料供給方法 |
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| JP2001003100A JP4485075B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 平板型ｓｏｆｃにおける空気及び燃料供給方法 |
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|---|---|
| JP2002208417A true JP2002208417A (ja) | 2002-07-26 |
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| JP4485075B2 JP4485075B2 (ja) | 2010-06-16 |
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