JP2002298877A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

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JP2002298877A
JP2002298877A JP2001101671A JP2001101671A JP2002298877A JP 2002298877 A JP2002298877 A JP 2002298877A JP 2001101671 A JP2001101671 A JP 2001101671A JP 2001101671 A JP2001101671 A JP 2001101671A JP 2002298877 A JP2002298877 A JP 2002298877A
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健一郎 小阪
Hiroshi Tsukuda
洋 佃
Yoshiaki Inoue
好章 井上
Akira Hashimoto
彰 橋本
Osao Kudome
長生 久留
Katsumi Nagata
勝巳 永田
Koji Ikeda
浩二 池田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structurally strong fuel cell, capable of preventing the breakage of a cell tube, even in slippage of the position of a plurality of support parts by preventing the application of a load to the gas seal part of the fuel cell and collection of the force applied to the fuel cell to one point of the support part. SOLUTION: This fuel cell system comprises a first supply chamber 8, a discharge chamber 9, a second supply chamber 18 provided between the first supply chamber 8 and the discharge chamber 9, a fuel cell cell tube 3 having a fuel cell unit cell on the surface of a base tube, a first support 10-1 provided hear the first supply chamber 8 between the first supply chamber 8 and the discharge chamber 9 for supporting the cell tube 3, a second support 10-2 provided near the discharge chamber 9 between the first supply chamber 8 and the discharge chamber 9 to support the cell tube 3. One end of the cell tube 3 is opened and connected to the first supply chamber 8, the other end of the cell tube 3 is opened and connected to the discharge chamber 9, and the generation part of the cell tube 3 is contained in the second supply chamber 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関する。
[0001] The present invention relates to a fuel cell system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の円筒型固体電解質燃料電池の概略
構成の一例を図8に示す。また、円筒型固体電解質燃料
電池の1本のセルのうち、その上端側(一端側)及び下
端側(他端側)の概略構成を図9に示す。図8及び図9
では、発電された電力の集電に関わる部分は省略してい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows an example of a schematic configuration of a conventional cylindrical solid electrolyte fuel cell. FIG. 9 shows a schematic configuration of an upper end side (one end side) and a lower end side (other end side) of one cell of the cylindrical solid electrolyte fuel cell. 8 and 9
In the figure, the parts related to the collection of the generated power are omitted.

【0003】図8を参照して、燃料電池は、ガス供給部
であるヘッダ110と、発電部であるセルチューブ11
1とを具備する。ヘッダ110は、仕切板110a、底
板110b、供給室110c、排出室110dを有す
る。また、セルチューブは、案内管112を有する。
Referring to FIG. 8, a fuel cell includes a header 110 as a gas supply unit and a cell tube 11 as a power generation unit.
1 is provided. The header 110 has a partition plate 110a, a bottom plate 110b, a supply chamber 110c, and a discharge chamber 110d. The cell tube has a guide tube 112.

【0004】ヘッダ110の内部は、仕切板110aに
より上下方向に区分けされ、上方が供給室110c、下
方が排出室110dとして構成されている。ヘッダ11
0の底板110bには、セルチューブ111の上端側
(一端側)が上記排出室110dとガスの出入りが出来
るように連結され、支持されている。セルチューブ11
1の下端側(他端側)は、閉塞されている。セルチュー
ブ111の内部には、案内管112が、同軸をなして挿
入されている。案内管112は、その一端側(上端側)
が、上記供給室110cとガスの出入りが出来るよう
に、上記仕切板110aに連結され、支持されている。
このようなセルチューブ111及び案内管112は、複
数本存在し、ヘッダ110に連結され、支持されてい
る。ここで、セルチューブ111は、多孔質の基体管の
外周面に燃料電池薄膜を形成された燃焼電池を構成する
円筒型セルチューブである。
[0004] The inside of the header 110 is vertically divided by a partition plate 110a, and the upper part is configured as a supply chamber 110c and the lower part is configured as a discharge chamber 110d. Header 11
The upper end (one end) of the cell tube 111 is connected to and supported by the zero bottom plate 110b so that gas can enter and exit from the discharge chamber 110d. Cell tube 11
The lower end side (the other end side) of 1 is closed. A guide tube 112 is inserted coaxially inside the cell tube 111. The guide tube 112 has one end side (upper end side)
Is connected to and supported by the partition plate 110a so that gas can flow into and out of the supply chamber 110c.
A plurality of such cell tubes 111 and guide tubes 112 exist, are connected to the header 110, and are supported. Here, the cell tube 111 is a cylindrical cell tube constituting a combustion battery in which a fuel cell thin film is formed on the outer peripheral surface of a porous base tube.

【0005】一方、図9を参照して、セルチューブ11
1の上端部には、筒状をなす集電キャップ113が取付
けられている。集電キャップ113は、セルチューブ1
11の燃料電池と電気的に接続している。また、セルチ
ューブ111の下端部には、シールキャップ114が取
付けられ、セルチューブ111が閉塞されている。そし
て、案内管112から来たガスは、シールキャップ11
4で折り返し、案内管112の外部であってセルチュー
ブ111の内部に流れる。
On the other hand, referring to FIG.
A cylindrical current collecting cap 113 is attached to the upper end of the device 1. The current collecting cap 113 is connected to the cell tube 1
11 is electrically connected to the fuel cell. A seal cap 114 is attached to the lower end of the cell tube 111, and the cell tube 111 is closed. The gas coming from the guide tube 112 is supplied to the seal cap 11.
4 and flows outside the guide tube 112 and inside the cell tube 111.

【0006】このような構成をなす燃料電池では、供給
室110c内に水素やメタンのような燃料ガス1を供給
すると共に、セルチューブ111の外周面に沿って酸素
や空気のような酸化剤ガス2を供給する。そうすると、
燃料ガス1が各案内管112に対してばらつきの無い流
量で流入して、案内管112の先端まで達する。しかる
後、燃料ガス1は、セルチューブ111内のシールキャ
ップ114により折り返し、セルチューブ111の他端
側から一端側へ向かって流通する。そして、燃料ガス1
と酸化剤ガス2がセルチューブ111の前記燃料電池薄
膜で電気化学的に反応して電力を発生し、当該電力が集
電キャップ113などを介して外部に取出される。
In the fuel cell having such a configuration, the fuel gas 1 such as hydrogen or methane is supplied into the supply chamber 110c, and the oxidant gas such as oxygen or air is supplied along the outer peripheral surface of the cell tube 111. Supply 2. Then,
The fuel gas 1 flows into each guide tube 112 at a uniform flow rate and reaches the end of the guide tube 112. Thereafter, the fuel gas 1 is turned back by the seal cap 114 in the cell tube 111 and flows from the other end of the cell tube 111 toward one end. And fuel gas 1
The oxidant gas 2 electrochemically reacts with the oxidant gas 2 in the fuel cell thin film of the cell tube 111 to generate electric power, and the electric power is taken out through the current collecting cap 113 and the like.

【0007】発電に供された燃料ガス1の内、余った燃
料ガスである使用済みの燃料ガス1は、セルチューブ1
11の上端と案内管112との隙間から、排出室110
d内に送出された後、外部に排出される。一方、発電に
供された使用済みの酸化剤ガス2は、図示しない排出管
を介して外部に送出される。
[0007] Of the fuel gas 1 used for power generation, the spent fuel gas 1 as surplus fuel gas is supplied to the cell tube 1.
11 and the guide tube 112, the discharge chamber 110
After being sent out into d, it is discharged outside. On the other hand, the used oxidant gas 2 used for power generation is sent out through an exhaust pipe (not shown).

【0008】上述のような円筒型の燃料電池は、支持部
分が一点(セルチューブ111と底板110bの連結部
分)だけである。従って、熱応力やガスシールに対して
対処し易く、作動時における信頼性が高い。その反面、
振動や衝撃に対して、その一点に力がかかることになる
ため、その部分が劣化しやすく、そこから破損し易い、
という問題があった。
The cylindrical fuel cell as described above has only one supporting portion (the connecting portion between the cell tube 111 and the bottom plate 110b). Therefore, it is easy to deal with thermal stress and gas seal, and the reliability during operation is high. On the other hand,
Since a force is applied to one point against vibration and shock, that part is easily deteriorated, and it is easy to break from there,
There was a problem.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ガスシール部分に負担をかけない構造の燃料電池シ
ステムを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell system having a structure that does not burden the gas seal portion.

【0010】また、別の目的、筒型の燃料電池が構造的
に強くなる燃料電池システムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a fuel cell system in which a cylindrical fuel cell is structurally strong.

【0011】また、別の目的としては、筒型の燃料電池
にかかる力が、支持部の一点に集中しない燃料電池シス
テムを提供することである。
Another object is to provide a fuel cell system in which the force applied to the cylindrical fuel cell is not concentrated at one point of the support.

【0012】また、別の目的としては、複数の支持部を
有する筒型の燃料電池システムを提供することである。
Another object is to provide a cylindrical fuel cell system having a plurality of support portions.

【0013】更に別の目的は、筒型の燃料電池を支持す
る複数点の支持部の相対的な位置がずれた場合でも、セ
ルチューブが破損しない燃料電池システムを提供するこ
とである。
Still another object is to provide a fuel cell system in which a cell tube is not damaged even when the relative positions of a plurality of support portions for supporting a cylindrical fuel cell are shifted.

【0014】更に別の目的は、案内管が不要で、内部に
流すガスを一方向にのみ流通させる燃料電池システムを
提供することである。
Still another object is to provide a fuel cell system which does not require a guide tube and allows the gas flowing inside to flow only in one direction.

【0015】更に別の目的は、部品点数を削減し、コス
トを低減することが可能なる燃料電池システムを提供す
ることである。
Still another object is to provide a fuel cell system capable of reducing the number of parts and cost.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本課題を解決するための
手段の項における、図番号、符号は、特許請求の範囲と
発明の実施の形態との対応を示すために記したものであ
り、特許請求の範囲の解釈に用いてはならない。
Means for Solving the Problems In the section of the means for solving the problems, the figure numbers and reference numerals are written to show the correspondence between the claims and the embodiments of the invention. It should not be used to interpret the claims.

【0017】上記課題を解決するために、本発明の燃料
電池システムは、容器内に設けられ、第一のガス(図
1、1)を供給する第一の供給室(図1、8)と、前記
容器内に前記第一の供給室(図1、8)から離れて設け
られ、前記第一のガス(図1、1)を排出する排出室
(図1、9)と、前記容器内に前記第一の供給室(図
1、8)と前記排出室(図1、9)との間に隔離されて
設けられ、第二のガス(図1、2)を供給する第二の供
給室(図1、18)と、基体管の表面に燃料電池セルを
形成した燃料電池セル管(図1、3)と、前記第一の供
給室(図1、8)と前記排出室(図1、9)との間で前
記第一の供給室(図1、8)の近くに設けられ、前記燃
料電池セル管(図1、3)を支持する第一の支持体(図
1、10−1)と、前記第一の供給室(図1、8)と前
記排出室(図1、9)との間で前記排出室(図1、9)
の近くに設けられ、前記燃料電池セル管(図1、3)を
支持する第二の支持体(図1、10−2)とを具備す
る。そして、前記燃料電池セル管(図1、3)の一端部
は、前記第一の供給室(図1、8)に開放されて接合さ
れている。また、前記燃料電池セル管(図1、3)の他
端部は、前記排出室(図1、9)に開放されて接合され
ている。加えて、前記燃料電池セル管(図1、3)の発
電部分は、前記第二の供給室(図1、18)に含まれて
いる。更に、前記第一の支持体(図1、10−1)及び
前記第二の支持体(図1、10−2)は、前記容器内に
固定されている。
To solve the above problems, a fuel cell system of the present invention is provided in a container and has a first supply chamber (FIGS. 1, 8) for supplying a first gas (FIGS. 1, 1). A discharge chamber (FIGS. 1 and 9) provided in the container away from the first supply chamber (FIGS. 1 and 8) and configured to discharge the first gas (FIGS. 1 and 1); And a second supply for providing a second gas (FIGS. 1 and 2), which is provided between the first supply chamber (FIGS. 1 and 8) and the discharge chamber (FIGS. 1 and 9). Chambers (FIGS. 1 and 18), fuel cell tubes (FIGS. 1 and 3) having fuel cells formed on the surface of a base tube, the first supply chamber (FIGS. 1 and 8), and the discharge chamber (FIG. 1). 1, 9) and a first support (FIGS. 1, 10) provided near the first supply chamber (FIGS. 1, 8) and supporting the fuel cell tube (FIGS. 1, 3). -1) and the above One supply chamber (Fig. 1,8) and the discharge chamber (Fig. 1,9) between at the discharge chamber (Fig. 1,9)
And a second support (FIGS. 1, 10-2) supporting the fuel cell tube (FIGS. 1, 3). One end of the fuel cell tube (FIGS. 1, 3) is opened and joined to the first supply chamber (FIGS. 1, 8). The other end of the fuel cell tube (FIGS. 1, 3) is open to and joined to the discharge chamber (FIGS. 1, 9). In addition, the power generation part of the fuel cell tube (FIGS. 1, 3) is included in the second supply chamber (FIGS. 1, 18). Further, the first support (FIGS. 1, 10-1) and the second support (FIGS. 1, 10-2) are fixed in the container.

【0018】また、本発明の燃料電池システムは、前記
第一の供給室(図1、8)は、前記第一のガス(図1、
1)を供給するガス供給口(図1、8−1)を具備す
る。前記排出室(図1、9)は、前記第一のガス(図
1、1)を排出するガス排出口(図1、9−1)を具備
する。そして、前記第一のガス(図1、1)は、前記ガ
ス供給口(図1、8−1)から前記第一の供給室(図
1、8)に供給され、前記燃料電池セル管(図1、3)
を通過し、前記排出室(図1、9)に入り、前記ガス排
出口(図1、9−1)から排出される。
In the fuel cell system according to the present invention, the first supply chamber (FIG. 1, 8) is provided with the first gas (FIG. 1, FIG.
A gas supply port (FIG. 1, 8-1) for supplying 1) is provided. The discharge chamber (FIGS. 1, 9) includes a gas discharge port (FIGS. 1, 9-1) for discharging the first gas (FIGS. 1, 1). Then, the first gas (FIGS. 1, 1) is supplied from the gas supply port (FIGS. 1, 8-1) to the first supply chamber (FIGS. 1, 8), and the fuel cell tube (FIG. 1, 8) is supplied. (Figs. 1, 3)
And enters the discharge chamber (FIGS. 1, 9) and is discharged from the gas discharge port (FIG. 1, 9-1).

【0019】更に、本発明の燃料電池システムは、前記
第一のガス(図1、1)は燃料ガスである。そして、前
記燃料電池セル管(図1、3)の内側に供給される。一
方、前記第二のガス(図1、2)は酸化剤ガスである。
そして、前記燃料電池セル管(図1、3)の外側に供給
される。そして、前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスによ
り、前記燃料電池セル管(図1、3)で発電を行なう。
Further, in the fuel cell system of the present invention, the first gas (FIGS. 1 and 1) is a fuel gas. Then, it is supplied to the inside of the fuel cell tube (FIGS. 1, 3). On the other hand, the second gas (FIGS. 1 and 2) is an oxidizing gas.
Then, it is supplied to the outside of the fuel cell tube (FIGS. 1, 3). Then, the fuel cell and the oxidizing gas generate electric power in the fuel cell tube (FIGS. 1, 3).

【0020】更に、本発明の燃料電池システムは、前記
第一の支持体(図1、10−1)又は前記第二の支持体
(図1、10−2)は、断熱材を含む。
Further, in the fuel cell system of the present invention, the first support (FIGS. 1, 10-1) or the second support (FIGS. 1, 10-2) includes a heat insulating material.

【0021】更に、本発明の燃料電池システムは、前記
第一の支持体(図1、10−1)又は前記第二の支持体
(図1、10−2)は、耐火材を含む。
Further, in the fuel cell system of the present invention, the first support (FIGS. 1, 10-1) or the second support (FIGS. 1, 10-2) contains a refractory material.

【0022】更に、本発明の燃料電池システムは、前記
第一の支持体(図1、10−1)又は前記第二の支持体
(図1、10−2)は、ハニカム構造を有する。
Further, in the fuel cell system of the present invention, the first support (FIGS. 1, 10-1) or the second support (FIGS. 1, 10-2) has a honeycomb structure.

【0023】更に、本発明の燃料電池システムは、前記
燃料電池セル管(図1、3)と前記第一の供給室(図
1、8)との接合部(図1、4)又は前記燃料電池セル
管(図1、3)と前記排出室(図1、9)との接合部
(図1、5)のうち少なくとも一つには、ベローズ(図
6、11c)を用いる。
Further, the fuel cell system according to the present invention comprises a joint (FIGS. 1, 4) between the fuel cell tube (FIGS. 1, 3) and the first supply chamber (FIGS. 1, 8) or the fuel cell. Bellows (FIGS. 6, 11c) are used for at least one of the joints (FIGS. 1, 5) between the battery cell tube (FIGS. 1, 3) and the discharge chamber (FIGS. 1, 9).

【0024】更に、本発明の燃料電池システムは、前記
燃料電池セル管(図1、3)と前記第一の供給室(図
1、8)との接合部(図1、4)又は前記燃料電池セル
管(図1、3)と前記排出室(図1、9)との接合部
(図1、5)のうち少なくとも一つには、金属板(図
4、6)(図5、11a/11b)(図7、11d/1
1e)を用いる。
Further, the fuel cell system according to the present invention may further comprise a joint (FIGS. 1, 4) between the fuel cell tube (FIGS. 1, 3) and the first supply chamber (FIGS. 1, 8) or the fuel cell. At least one of the joints (FIGS. 1, 5) between the battery cell tube (FIGS. 1, 3) and the discharge chamber (FIGS. 1, 9) includes a metal plate (FIGS. 4, 6) (FIGS. 5, 11a). / 11b) (FIG. 7, 11d / 1)
1e) is used.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明である燃料電池シス
テムの実施の形態に関して、添付図面を参照して説明す
る。本実施例において、円筒型の燃料電池の支持構造に
ついて2点支持の構造を例に示して説明するが、複数点
で支持する構造を適用することも可能である。
Embodiments of a fuel cell system according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the structure for supporting a cylindrical fuel cell will be described with reference to a two-point support structure as an example, but a structure for supporting at a plurality of points may be applied.

【0026】(実施例1)では、本発明である燃料電池
システムの第一の実施の形態に関して、図面を参照して
説明する。図1は、本発明である燃料電池システムの第
一の実施の形態の構成を示す図(断面図)であり、燃料
電池20は、燃料電池セル管としてのセルチューブ3、
供給側シール部4、排出側シール部5、供給側管板6、
排出側管板7、ガス供給口8−1を有する第一の供給室
としての供給室8、ガス排出口9−1を有する排出室
9、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する供
給室8側の第一の支持体としての支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の第二の支持体としての支持体B10−2、第二の供
給室としての酸化剤供給室18からなる。なお、図1の
構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮
した容器内に設置されている。
(Example 1) A first embodiment of a fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) showing a configuration of a first embodiment of a fuel cell system according to the present invention. A fuel cell 20 includes a cell tube 3 as a fuel cell tube.
Supply side seal part 4, discharge side seal part 5, supply side tube sheet 6,
A discharge side tube sheet 7, a supply chamber 8 as a first supply chamber having a gas supply port 8-1, a discharge chamber 9 having a gas discharge port 9-1, a refractory material 10-1a and a heat insulating material 10-1b. A10-1 as a first support on the side of the supply chamber 8 having a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
A support B10-2 as a second support on the side, and an oxidant supply chamber 18 as a second supply chamber. The configuration of FIG. 1 is installed in a container (not shown) in consideration of heat insulation and safety of gas leak.

【0027】本発明においては、セルチューブ3は、横
置きであり、供給室8側の支持体A10−1及び排出室
9側の支持体B10−2によって2点で支持されてい
る。そして、供給室8の供給側シール部4及び排出室9
の排出側シール部5の2点でガスシールされている。す
なわち、2点でセルチューブを支持しつつ、支持体とは
別にシール専用の部材を導入している。従って、従来
(図8)の1点支持と比較して、振動や衝撃を2点で、
分散して受けることになり、機械的に強い構造となる。
加えて、ガスシール部分は、セルチューブ3の荷重を支
持する必要が無いため、不要な力がかからず、ガスシー
ルの信頼性が向上する。また、燃料ガス1は、供給室8
からセルチューブ3に進入し、排出室9へ排出されると
いう一方向(ワンスルー)のガスの流れである。従っ
て、案内管が不用となり、従来の場合(図8)と比較し
て、部品点数を減らせるので、コストの削減と信頼性の
向上が可能となる。以上の点が、前述の従来例(図8)
と大きく異なる。
In the present invention, the cell tube 3 is placed horizontally, and is supported at two points by a support A10-1 on the supply chamber 8 side and a support B10-2 on the discharge chamber 9 side. The supply-side seal portion 4 of the supply chamber 8 and the discharge chamber 9
Are gas-sealed at two points of the discharge-side seal portion 5. That is, a member dedicated to sealing is introduced separately from the support while supporting the cell tube at two points. Therefore, compared to the conventional one-point support (FIG. 8), vibration and impact are two points,
It will be received in a dispersed manner, resulting in a mechanically strong structure.
In addition, since the gas seal portion does not need to support the load of the cell tube 3, unnecessary force is not applied, and the reliability of the gas seal is improved. The fuel gas 1 is supplied to the supply chamber 8.
This is a one-way (one-through) gas flow in which the gas enters the cell tube 3 from the outlet and is discharged to the discharge chamber 9. Therefore, a guide tube is not required, and the number of components can be reduced as compared with the conventional case (FIG. 8), so that cost can be reduced and reliability can be improved. The above point is the above-mentioned conventional example (FIG. 8).
Greatly different.

【0028】以下に各構成を詳細に説明する。燃料電池
セル管としてのセルチューブ3は、多孔質セラミックス
の基体管の外周面に燃料電池薄膜を形成された、燃焼電
池を構成する円筒型の管である。セルチューブ3は、一
端側を供給室8(後述)に、他端側を排出室9(後述)
に嵌合され、支持されている。そして、一端側が供給室
8(後述)と、他端側が排出室9(後述)とガスの出入
りが出来るように開放されている。基体管の長手方向の
一定の幅毎に、外周面上に燃料極、電解質、空気極が順
に積層され、セルを形成している。それぞれのセル同士
は、インターコネクタ膜で接合されている。燃料ガス1
が、セルチューブ3内部に供給され、基体管の厚み方向
に孔中を拡散し燃料極に達し、セルチューブ3の外側を
流れる酸化剤ガス2と共に発電に寄与する。
Hereinafter, each configuration will be described in detail. The cell tube 3 as a fuel cell tube is a cylindrical tube constituting a combustion cell, in which a fuel cell thin film is formed on the outer peripheral surface of a porous ceramic base tube. The cell tube 3 has one end in a supply chamber 8 (described later) and the other end in a discharge chamber 9 (described later).
Are fitted and supported. One end is open so that gas can enter and exit from a supply chamber 8 (described later) and the other end can communicate with a discharge chamber 9 (described later). A fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode are sequentially laminated on the outer peripheral surface for each predetermined width in the longitudinal direction of the base tube to form a cell. Each cell is joined by an interconnector film. Fuel gas 1
Is supplied to the inside of the cell tube 3, diffuses in the hole in the thickness direction of the base tube, reaches the fuel electrode, and contributes to the power generation together with the oxidizing gas 2 flowing outside the cell tube 3.

【0029】燃料電池セル管と第一の供給室との接合部
としての供給側シール部4は、供給室8(後述)の供給
側管板6とセルチューブ3が接合している個所である。
そして、供給側シール部4は、燃料ガス1及び酸化剤ガ
ス2がリークしないように、ガスをシールする部分であ
る。応力などによる位置ずれや、振動や衝撃を吸収する
ことが可能なように、ベローズや薄い金属板のような柔
軟性のある部材を使用する。また、ガスタイト性を確保
するために、充填剤を用いて、リークを完全に抑えるよ
うにすることも可能である。詳細は後述する。
The supply-side seal portion 4 as a connection portion between the fuel cell tube and the first supply chamber is a portion where the supply-side tube plate 6 of the supply chamber 8 (described later) and the cell tube 3 are joined. .
The supply side seal portion 4 is a portion for sealing the gas so that the fuel gas 1 and the oxidizing gas 2 do not leak. A flexible member such as a bellows or a thin metal plate is used so as to be able to absorb a displacement due to a stress or the like, and a vibration or an impact. Further, in order to ensure gas tightness, it is also possible to completely suppress the leak by using a filler. Details will be described later.

【0030】燃料電池セル管と排出室9との接合部とし
ての排出側シール部5は、排出室9(後述)の排出側管
板7とセルチューブ3が接合している個所である。そし
て、排出側シール部5は、燃料ガス1及び酸化剤ガス2
がリークしないように、ガスをシールする部分である。
応力などによる位置ずれや、振動や衝撃を吸収すること
が可能なように、ベローズや薄い金属板のような柔軟性
のある部材を使用する。また、ガスタイト性を確保する
ために、充填剤を用いて、リークを完全に抑えるように
することも可能である。詳細は後述する。
The discharge-side seal portion 5 as a joint portion between the fuel cell tube and the discharge chamber 9 is where the discharge-side tube plate 7 of the discharge chamber 9 (described later) and the cell tube 3 are connected. The discharge-side seal portion 5 includes the fuel gas 1 and the oxidizing gas 2
Is a part that seals the gas so as not to leak.
A flexible member such as a bellows or a thin metal plate is used so as to be able to absorb a displacement due to a stress or the like, and a vibration or an impact. Further, in order to ensure gas tightness, it is also possible to completely suppress the leak by using a filler. Details will be described later.

【0031】第一の供給室としての供給室8は、セルチ
ューブ3の一端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形
をしているガス分配室である。本実施例では、直方体で
ある。内部にガスの流れを整える整流板のような機構
(図示せず)が付属している場合も有る。一方の面は供
給側管板6(後述)であり、セルチューブ3が取付けら
れている。セルチューブ3は、供給室8に入った燃料ガ
ス1がセルチューブ3へ供給されるように供給側管板6
と連結、接合している。複数存在する各セルチューブ3
へ、均等に燃料ガス1を供給する、ステンレスや耐熱合
金などの金属製の室である。そして、ガスの供給を受け
るためのガス供給口8−1を有する。ガスは燃料ガス1
(後述)である。
The supply chamber 8 as the first supply chamber is a gas distribution chamber at one end of the cell tube 3 and having a hollow rectangular parallelepiped or columnar shape. In this embodiment, it is a rectangular parallelepiped. In some cases, a mechanism (not shown) such as a rectifying plate for adjusting the flow of gas is provided inside. One surface is a supply-side tube sheet 6 (described later) to which the cell tube 3 is attached. The cell tube 3 is provided with a supply side tube plate 6 so that the fuel gas 1 entering the supply chamber 8 is supplied to the cell tube 3.
Connected and joined. Multiple cell tubes 3
This is a chamber made of metal such as stainless steel or a heat-resistant alloy, which supplies the fuel gas 1 evenly. And it has the gas supply port 8-1 for receiving supply of gas. Gas is fuel gas 1
(Described later).

【0032】排出室9は、セルチューブ3の他端部にあ
り、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室
である。本実施例では、直方体である。内部にガスの流
れを整える整流板のような機構(図示せず)が付属して
いる場合も有る。一方の面は排出側管板7(後述)であ
り、セルチューブ3が取付けられている。セルチューブ
3は、セルチューブ3から排出される使用済み燃料ガス
1を収集可能なように排出側管板7と連結、接合してい
る。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。そ
して、ガスの排出を行なうためのガス排出口9−1を有
する。ガスは燃料ガス1(後述)である。
The discharge chamber 9 is located at the other end of the cell tube 3 and is a gas distribution chamber having a hollow rectangular parallelepiped or cylindrical shape. In this embodiment, it is a rectangular parallelepiped. In some cases, a mechanism (not shown) such as a rectifying plate for adjusting the flow of gas is provided inside. One surface is a discharge side tube sheet 7 (described later), to which the cell tube 3 is attached. The cell tube 3 is connected and joined to a discharge side tube sheet 7 so that the spent fuel gas 1 discharged from the cell tube 3 can be collected. The room is made of metal such as stainless steel or heat-resistant alloy. And it has a gas discharge port 9-1 for discharging gas. The gas is fuel gas 1 (described later).

【0033】第二の供給室としての酸化剤供給室18
は、供給室8と排出室9との間にあり、それらと隔離さ
れ、セルチューブ3を含んでいる。セルチューブ3に酸
化剤ガスを供給する部屋である。そして、内部の供給側
管板6及び排出側管板7の近傍に、支持体10を固定し
ている。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室であ
る。
Oxidant supply chamber 18 as second supply chamber
Is located between and separate from the supply chamber 8 and the discharge chamber 9 and includes the cell tube 3. A room for supplying an oxidizing gas to the cell tube 3. The support 10 is fixed near the supply side tube sheet 6 and the discharge side tube sheet 7 inside. The room is made of metal such as stainless steel or heat-resistant alloy.

【0034】なお、第一のガスとしての燃料ガス1は、
水素、メタン、あるいは、プロパン等の有機炭化水素の
改質ガスと水蒸気との混合ガスである。また、第二のガ
スとしての酸化剤ガスは、酸素、空気、あるいはそれら
を含む混合ガスである。
The fuel gas 1 as the first gas is:
A mixed gas of a reformed gas of hydrogen, methane, or an organic hydrocarbon such as propane and steam. The oxidizing gas as the second gas is oxygen, air, or a mixed gas containing them.

【0035】供給側管板6は、供給室8の一方の面の板
であり、セルチューブ3を接続するための穴が(セルチ
ューブ3の数だけ)開口している。セルチューブ3と、
セルチューブ3の一端部でガスの出入りが出来るように
連結し、接合している。接合部分は、供給側シール部4
であり、供給側管板6とセルチューブ3との隙間からガ
スがリークしないように、適切にシールしている。ステ
ンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板を使用する。
The supply side tube sheet 6 is a plate on one surface of the supply chamber 8 and has holes (for the number of the cell tubes 3) for connecting the cell tubes 3 to each other. A cell tube 3;
One end of the cell tube 3 is connected and joined so that gas can enter and exit. The joint part is the supply side seal part 4
It is properly sealed so that gas does not leak from the gap between the supply side tube sheet 6 and the cell tube 3. Use a thin metal plate such as stainless steel or heat-resistant alloy.

【0036】排出側管板7は、排出室9の一方の面の板
であり、セルチューブ3を接続するための穴が(セルチ
ューブ3の数だけ)開口している。セルチューブ3と、
セルチューブ3の他端部でガスの出入りが出来るように
連結し、可動的に接合している。接合部分は、排出側シ
ール部5であり、排出側管板7とセルチューブ3との隙
間からガスがリークしないように、適切にシールしてい
る。ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板を使用
する。
The discharge-side tube sheet 7 is a plate on one surface of the discharge chamber 9 and has holes (for the number of cell tubes 3) for connecting the cell tubes 3. A cell tube 3;
The other end of the cell tube 3 is connected so that gas can enter and exit, and is movably joined. The joint portion is a discharge side seal portion 5, which is appropriately sealed so that gas does not leak from a gap between the discharge side tube sheet 7 and the cell tube 3. Use a thin metal plate such as stainless steel or heat-resistant alloy.

【0037】第一の支持体としての支持体A10−1
は、耐火材10−1a及び断熱材10−1bを有し、セ
ルチューブ3を供給室8の側で支持するための支持体で
ある。それと同時に、セルチューブ3の発電側(セルチ
ューブ3が発電を行なうセルチューブ3の両端(支持及
びガスシールを行なう部分)を除いた燃料電池薄膜が形
成されている部分、以下同じ)の熱を遮蔽する目的もあ
る。容器(図示せず)内の酸化材供給室18に設けら
れ、固定されている。
Support A10-1 as first support
Is a support having the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-1b, and supporting the cell tube 3 on the supply chamber 8 side. At the same time, the heat on the power generation side of the cell tube 3 (the portion where the fuel cell thin film is formed excluding both ends (portion for supporting and gas sealing) of the cell tube 3 where the cell tube 3 generates power, the same applies hereinafter). It also has the purpose of shielding. It is provided and fixed in an oxidizing material supply chamber 18 in a container (not shown).

【0038】支持体A10−1の供給室8側は、断熱材
10−1bであり、セルチューブ3の支持に加えて、セ
ルチューブ3の発電側の熱を遮断し、供給側シール部4
を熱的に保護する。材料としては、多孔質シリカ、多孔
質アルミナ、石英ガラスウールなどである。支持体A1
0−1の断熱材10−1bと反対の側は、耐火材10−
1aであり、セルチューブ3の支持に加えて、セルチュ
ーブ3の発電側の熱を遮断し、断熱材10−1bへの熱
の進入を少なくする。材料としては、シリカ、アルミ
ナ、マグネシアなどを主成分とする耐火レンガ等であ
る。
The supply chamber 8 side of the support A10-1 is a heat insulating material 10-1b. In addition to supporting the cell tube 3, the heat on the power generation side of the cell tube 3 is shut off.
Thermal protection. Examples of the material include porous silica, porous alumina, quartz glass wool, and the like. Support A1
The side opposite to the heat insulating material 10-1b of 0-1 is a refractory material 10-b.
1a, in addition to supporting the cell tube 3, cuts off heat on the power generation side of the cell tube 3 and reduces the intrusion of heat into the heat insulator 10-1b. The material is a refractory brick or the like containing silica, alumina, magnesia or the like as a main component.

【0039】第二の支持体としての支持体B10−2
は、耐火材10−2a及び断熱材10−2bを有し、セ
ルチューブ3を排出室9の側で支持するための支持体で
ある。それと同時に、セルチューブ3の発電側の熱を遮
蔽する目的もある。容器(図示せず)内の酸化材供給室
18に設けられ、固定されている。支持体B10−2の
排出室8側は、断熱材10−2bであり、セルチューブ
3の支持に加えて、セルチューブ3の発電側の熱を遮断
し、排出側シール部5を熱的に保護する。材料として
は、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、石英ガラスウール
などである。支持体B10−2の断熱材10−2bと反
対の側は、耐火材10−2aであり、セルチューブ3の
支持に加えて、セルチューブ3の発電側の熱を遮断し、
断熱材10−2bへの熱の進入を少なくする。材料とし
ては、シリカ、アルミナ、マグネシアなどを主成分とす
る耐火レンガ等である。
Support B10-2 as second support
Is a support that has a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b and supports the cell tube 3 on the discharge chamber 9 side. At the same time, there is also a purpose of shielding heat on the power generation side of the cell tube 3. It is provided and fixed in an oxidizing material supply chamber 18 in a container (not shown). The discharge chamber 8 side of the support body B10-2 is a heat insulating material 10-2b, and in addition to supporting the cell tube 3, shuts off heat on the power generation side of the cell tube 3 and thermally closes the discharge side seal portion 5. Protect. Examples of the material include porous silica, porous alumina, quartz glass wool, and the like. The side opposite to the heat insulating material 10-2b of the support B10-2 is a refractory material 10-2a, which shuts off heat on the power generation side of the cell tube 3 in addition to supporting the cell tube 3,
The entry of heat into the heat insulating material 10-2b is reduced. The material is a refractory brick or the like containing silica, alumina, magnesia or the like as a main component.

【0040】図2を参照して、支持体A10−1及び支
持体B10−2(以下、「支持体10」ともいう)につ
いて、更に説明する。図2は、支持体10の平面図(図
1の左側(排出室9側)又は右側(供給室8側)から見
た図)である。図1は断面図であるので、支持体10が
分裂しているように描かれている。しかし、支持体10
は、図2に示すように本実施例では、一つの部材として
製造されたものである。また、本実施例においては、燃
料電池20は、9本のセルチューブ3を有する燃料電池
である。支持体10は、直方体の断熱材10−1b又は
断熱材10−2b(以下、「断熱材10b」ともいう)
と、同じ平面形状の直方体の耐火材10−1a又は耐火
材10−2a(以下、「耐火材10−1a」ともいう)
とが積層され、セルチューブ3を通す穴であるセル支持
部10cがセルチューブ3の数(9本)だけ貫通し、開
口した構造である。セル支持部10cの直径は、セルチ
ューブ3の直径よりもやや大きい程度である。すなわ
ち、熱などによるセルチューブ3のずれ、セルチューブ
3の受ける振動及び衝撃に関する予測に基づいて、セル
チューブ3に無理な力がかからない大きさの直径であ
る。支持体10は、酸化剤供給室18内の、供給側管板
6及び排出側管板7の近傍に固定されている。そして、
セルチューブ3上の両端部の燃料電池薄膜が無い部分に
おいて、セルチューブ3を支持している。
With reference to FIG. 2, the support A10-1 and the support B10-2 (hereinafter, also referred to as "support 10") will be further described. FIG. 2 is a plan view of the support 10 (a view seen from the left side (the discharge chamber 9 side) or the right side (the supply chamber 8 side) in FIG. 1). Since FIG. 1 is a cross-sectional view, the support 10 is depicted as being split. However, the support 10
Is manufactured as one member in the present embodiment as shown in FIG. In this embodiment, the fuel cell 20 is a fuel cell having nine cell tubes 3. The support body 10 is a rectangular parallelepiped heat insulating material 10-1b or a heat insulating material 10-2b (hereinafter, also referred to as "heat insulating material 10b").
And a rectangular parallelepiped refractory material 10-1a or 10-2a (hereinafter, also referred to as "refractory material 10-1a") having the same planar shape.
Are laminated, and the cell support portion 10c, which is a hole through which the cell tube 3 is passed, penetrates and opens by the number of the cell tubes 3 (9). The diameter of the cell support 10c is slightly larger than the diameter of the cell tube 3. That is, the diameter of the cell tube 3 is large enough to prevent the cell tube 3 from being subjected to an excessive force, based on the prediction of the displacement of the cell tube 3 due to heat or the like and the vibration and impact received by the cell tube 3. The support 10 is fixed in the oxidant supply chamber 18 near the supply-side tube sheet 6 and the discharge-side tube sheet 7. And
At both ends of the cell tube 3 where there is no fuel cell thin film, the cell tube 3 is supported.

【0041】次に、図4を参照して、供給側シール部4
及び排出側シール部5について説明する。基本的に、供
給側シール部4と排出側シール部5とは、同一の構造で
良いので、供給側シール部4についてのみ説明する。図
4(a)は、供給側シール部4及びその周辺部を示す図
(断面図)である。セルチューブ3の一端側、シール部
6−1及び保持部6−2を有する供給側管板6(の供給
側シール部4近傍)、耐火材10−1aと断熱材10−
1bとセル支持部10cとを有する支持体A10−1、
供給側集電キャップ12、充填剤14からなる。
Next, referring to FIG.
And the discharge side seal portion 5 will be described. Basically, the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 may have the same structure. Therefore, only the supply-side seal portion 4 will be described. FIG. 4A is a diagram (cross-sectional view) showing the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. One end of the cell tube 3, the supply-side tube sheet 6 having the seal portion 6-1 and the holding portion 6-2 (in the vicinity of the supply-side seal portion 4), the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-
A support A10-1, which has 1b and a cell support 10c,
It is composed of a supply-side current collecting cap 12 and a filler 14.

【0042】供給側集電キャップ12は、セルチューブ
3の一端部に接合している筒状の端子である。セルチュ
ーブ3の燃料電池の一方の極であり、燃料電池を外部と
電気的に接続するための端子でもある。ステンレスなど
の金属を使用し、その下部に取出し電線を接続する。
The supply-side current collecting cap 12 is a cylindrical terminal joined to one end of the cell tube 3. It is one pole of the fuel cell of the cell tube 3 and also a terminal for electrically connecting the fuel cell to the outside. Use a metal such as stainless steel, and connect an extraction wire to the lower part.

【0043】支持体A10−1は、耐火材10−1aと
断熱材10−1bとセル支持部10cとを有する。セル
チューブ3は、支持体A10−1によりセル支持部10
cにおいて支持される。図4(a)において、セル支持
部10cに隙間があるのは、セル支持部10cの直径
が、セルチューブ3の直径よりもやや大きい程度(前
述)であるからである。その場合、セルチューブ3の支
持は、セルチューブ3から見て下側のセル支持部10c
の面で行なう。別の支持方法として、ガラスウールや石
綿のような耐熱性で変形容易な(あるいは弾性体のよう
な性質を持つ)材料をその隙間に埋め込む、などで実施
可能である。支持体A10−1のその他の詳細は図1及
び図2における説明の通りであるので省略する。
The support A10-1 has a refractory material 10-1a, a heat insulating material 10-1b, and a cell support 10c. The cell tube 3 is connected to the cell support 10 by the support A10-1.
Supported at c. In FIG. 4A, there is a gap in the cell support 10c because the diameter of the cell support 10c is slightly larger than the diameter of the cell tube 3 (described above). In this case, the cell tube 3 is supported by the lower cell support portion 10c as viewed from the cell tube 3.
In terms of As another supporting method, a material such as glass wool or asbestos which is heat-resistant and easily deformable (or has a property like an elastic body) may be embedded in the gap. Other details of the support A10-1 are the same as those described in FIGS.

【0044】本実施例では、供給側管板6そのもの(セ
ルチューブ3を通す穴の部分)が、供給側シール部4を
形成し、ガスシールを行なう。供給側管板6のセルチュ
ーブ3を通す穴の直径を、セルチューブ3の直径より、
やや小さくする。すなわち、図4(a)で示すように供
給側管板6の穴部にセルチューブ3を通した時、供給側
管板6の穴部の内周部分(シール部6−1)が、セルチ
ューブ3を通した方向に内側に変形し、セルチューブ3
の外周部とシール部6−1が密着する程度である。供給
側管板6の穴部の内側部分であるシール部6−1は、セ
ルチューブ3と密接する際、供給室側への湾曲に伴うシ
ール部6−1の弾性力により密着し、ガスシール性を発
揮する。それと同時に、保持部6−2及びシール部6−
1の弾性力により可動性、振動及び衝撃吸収性が発揮さ
れる。ステンレスなどの薄い金属の板を使用する。
In the present embodiment, the supply-side tube sheet 6 itself (the hole portion through which the cell tube 3 passes) forms the supply-side seal portion 4 and performs gas sealing. The diameter of the hole through which the cell tube 3 of the supply side tube sheet 6 is passed is determined by the diameter of the cell tube 3.
Make it a little smaller. That is, when the cell tube 3 is passed through the hole of the supply side tube sheet 6 as shown in FIG. The cell tube 3 is deformed inward in the direction through
The outer peripheral portion and the seal portion 6-1 are in close contact with each other. When the sealing portion 6-1 which is an inner portion of the hole portion of the supply side tube sheet 6 comes into close contact with the cell tube 3, the sealing portion 6-1 is tightly attached by the elastic force of the sealing portion 6-1 due to the bending toward the supply chamber side, and the gas seal is formed. Demonstrate the nature. At the same time, the holding section 6-2 and the sealing section 6-
Mobility, vibration and shock absorption are exhibited by the elastic force of 1. Use a thin metal plate such as stainless steel.

【0045】供給側管板6(薄い金属板)は、その伸縮
自在性により、セルチューブ3の長手方向に可動である
他、セルチューブ3の径方向や、それらを併せた斜め方
向方向にもある程度の範囲まで可動である。また、供給
側管板6は、それと同時に、供給室8の燃料ガス1と、
供給室8の外側の酸化剤ガス2との間をガスシールす
る。その時、下記の充填材14も利用する。供給側管板
6の他の部分は図1で示した供給側管板6と同一である
のでその説明は省略する。
The supply-side tube sheet 6 (thin metal plate) is movable in the longitudinal direction of the cell tube 3 due to its elasticity, and is also movable in the radial direction of the cell tube 3 and in the diagonal direction including them. It is movable to some extent. At the same time, the supply side tube sheet 6 is connected to the fuel gas 1 in the supply chamber 8,
Gas sealing is performed between the supply chamber 8 and the oxidizing gas 2 outside the supply chamber 8. At that time, the following filler 14 is also used. The other parts of the supply side tube sheet 6 are the same as the supply side tube sheet 6 shown in FIG.

【0046】充填材14は、セルチューブ3と供給側管
板6の穴部とが接触する付近の隙間がある可能性がある
領域に充填されるガスシール材である。その隙間を埋
め、供給室8の燃料ガス1と、供給室8の外側の酸化剤
ガス2との間をガスシールする。その周辺の最高使用温
度に合わせたハンダや、ガラス材料、最高使用温度がそ
れほど高く無い場合には、樹脂などが使用できる。
The filling material 14 is a gas sealing material filled in a region where there is a possibility that there is a gap near the contact between the cell tube 3 and the hole of the supply side tube sheet 6. The gap is filled, and a gas seal is provided between the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the oxidizing gas 2 outside the supply chamber 8. Solder, glass material, or resin that can be used if the maximum operating temperature is not so high.

【0047】セルチューブ3は、図1のセルチューブ3
と同一であるので説明は省略する。ただし、図中には、
燃料電池部分及びその引き出し電極部分を示していな
い。
The cell tube 3 is the same as the cell tube 3 shown in FIG.
Therefore, the description is omitted. However, in the figure,
The fuel cell part and its extraction electrode part are not shown.

【0048】では、本発明である燃料電池システムの第
一の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明す
る。図1を参照して、このような構成をなす燃料電池に
おいて、供給室8内に水素やメタンのような燃料ガス1
がガス供給口8−1から供給される。それと共に、酸化
剤供給室18内のセルチューブ3の外周面に沿って酸素
や空気のような酸化剤ガス2が供給される。そうする
と、燃料ガス1は、各セルチューブ3に対してばらつき
の無い流量で流入して、基体管内を一方向に流れる。す
なわち、セルチューブ3の一端側から他端側へ向かって
一方向に流通する(ワンスルー)。そして、燃料ガス1
と酸化剤ガス2がセルチューブ3の燃料電池薄膜(図示
せず)で電気化学的に反応して電力を発生し、当該電力
が集電キャップ(供給側集電キャップ12など)を介し
て外部に取出される。
Next, the operation of the first embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in a fuel cell having such a configuration, a fuel gas 1 such as hydrogen or methane is provided in a supply chamber 8.
Is supplied from the gas supply port 8-1. At the same time, the oxidizing gas 2 such as oxygen or air is supplied along the outer peripheral surface of the cell tube 3 in the oxidizing agent supply chamber 18. Then, the fuel gas 1 flows into each cell tube 3 at a uniform flow rate and flows in one direction in the base tube. That is, the cell tube 3 flows in one direction from one end to the other end (one-through). And fuel gas 1
And the oxidizing gas 2 electrochemically react with the fuel cell thin film (not shown) of the cell tube 3 to generate electric power. Is taken out.

【0049】発電に供された燃料ガス1の内、余った燃
料ガスである使用済みの燃料ガス1は、セルチューブ3
を通り抜けて排出室9に達する。そこで、他のセルチュ
ーブからの使用済み燃料ガス1とまとめられて、ガス排
出口9−1から外部に排出される。一方、発電に供され
た使用済みの酸化剤ガス2は、排出管を介して外部に送
出される。
Of the fuel gas 1 used for power generation, the used fuel gas 1 that is the surplus fuel gas is supplied to the cell tube 3.
To reach the discharge chamber 9. Then, the spent fuel gas 1 from another cell tube is collected and discharged from the gas discharge port 9-1 to the outside. On the other hand, the used oxidant gas 2 used for power generation is sent out through an exhaust pipe.

【0050】原則的に、図1に示すような、セルチュー
ブ3を一端部の供給側シール部4と他端部の排出側シー
ル部5でシールする場合には、供給側シール部4の水平
方向の位置に排出側シール部5が来るように設計されて
いる。しかし、燃料電池始動時又は停止時、あるいは、
何らかの原因でセルチューブ3の一端部周辺と他端部周
辺との間などで温度差が生じた場合や衝撃や振動が発生
した場合など、供給側シール部4の水平方向の位置から
排出側シール部5がずれることがありうる。しかしその
場合でも、供給側管板6の穴部(薄い金属板)及び排出
側管板7の穴部(薄い金属板)で、その位置のずれを吸
収できるので、セルチューブ3が損傷を受けることが無
い。
In principle, when the cell tube 3 is sealed with the supply-side seal portion 4 at one end and the discharge-side seal portion 5 at the other end as shown in FIG. It is designed such that the discharge side seal portion 5 comes to a position in the direction. However, when starting or stopping the fuel cell, or
In the case where a temperature difference is generated between the vicinity of one end of the cell tube 3 and the vicinity of the other end of the cell tube 3 for some reason, or when an impact or vibration occurs, the discharge side seal is moved from the horizontal position of the supply side seal 4. The part 5 may be shifted. However, even in this case, the positional deviation can be absorbed by the hole (thin metal plate) of the supply side tube sheet 6 and the hole (thin metal plate) of the discharge side tube sheet 7, so that the cell tube 3 is damaged. There is nothing.

【0051】また、支持体A10−1と支持体B10−
2との二点支持なので、一点だけの支持の場合に比べ
て、各段に耐衝撃性が向上している。加えて、供給側管
板6及び排出側管板7には薄い金属板を用いているの
で、上下、前後左右、斜め上下方向の強い衝撃や振動に
対しても、供給側管板6及び排出側管板7の緩衝性によ
り、それらを緩和、吸収することが出来る。すなわち、
構造的に強く、セルチューブ3が破損し難く、損傷を受
けることが無い。
The support A10-1 and the support B10-
Since two points are supported, the impact resistance is improved in each step as compared with the case where only one point is supported. In addition, since a thin metal plate is used for the supply side tube sheet 6 and the discharge side tube sheet 7, the supply side tube sheet 6 and the discharge side tube sheet 6 can be protected against strong shocks and vibrations in up / down, front / rear, left / right, and oblique vertical directions. Due to the buffer properties of the side tube sheet 7, they can be relaxed and absorbed. That is,
Structurally strong, the cell tube 3 is hard to break and is not damaged.

【0052】また、ガスは、一方向に流れるだけで良い
ので、案内管112(従来の技術の項及び図8参照)を
用いる必要が無く、セルチューブ3及びその周辺部分の
構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を
減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、
部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係
が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問
題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
Also, since the gas only needs to flow in one direction, there is no need to use the guide tube 112 (see the section of the prior art and FIG. 8), and the structure of the cell tube 3 and its peripheral portion is simplified. I can do it. That is, the number of parts can be reduced, which leads to cost reduction. in addition,
As the number of parts is reduced, the relationship between the parts is reduced, so that the degree of freedom in design and the problems such as breakage of the parts are reduced, and the reliability as a whole is also improved.

【0053】また、本実施例において、図4(a)のほ
かに、図4(b)のような構造でも、同様の効果を得る
ことが可能である。図4(b)は、供給側シール部4及
びその周辺部を示す図(断面図)である。セルチューブ
3の一端側、シール部6−1及び保持部6−2を有する
供給側管板6(の供給側シール部4近傍)、耐火材10
−1aと断熱材10−1bとセル支持部10cとを有す
る支持体A10−1、供給側集電キャップ12、充填剤
14からなる。供給側管板6のシール部6−1の穴部の
反る方向が、図4(a)の場合と逆である点が、本実施
例と異なる。しかし、基本的な構成及び効果は同様であ
る。
In this embodiment, the same effect can be obtained with a structure as shown in FIG. 4B in addition to the structure shown in FIG. FIG. 4B is a diagram (cross-sectional view) showing the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. One end of the cell tube 3, the supply-side tube sheet 6 having the seal portion 6-1 and the holding portion 6-2 (in the vicinity of the supply-side seal portion 4), the refractory material 10
-1a, a heat insulating material 10-1b, and a support A10-1 having a cell support 10c, a supply-side current collecting cap 12, and a filler 14. This embodiment differs from the present embodiment in that the direction in which the hole of the seal portion 6-1 of the supply side tube sheet 6 warps is opposite to that in the case of FIG. However, the basic configuration and effects are the same.

【0054】(実施例2)では、本発明である燃料電池
システムの第二の実施の形態に関して、図面を参照して
説明する。図1は、本発明である燃料電池システムの第
二の実施の形態の構成を示す図(断面図)であり、燃料
電池20は、燃料電池セル管としてのセルチューブ3、
供給側シール部4、排出側シール部5、供給側管板6、
排出側管板7、ガス供給口8−1を有する第一の供給室
としての供給室8、ガス排出口9−1を有する排出室
9、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する供
給室8側の第一の支持体としての支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の第二の支持体としての支持体B10−2、第二の供
給室としての酸化剤供給室18からなる。なお、図1の
構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮
した容器内に設置されている。
(Embodiment 2) A second embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) showing a configuration of a second embodiment of the fuel cell system according to the present invention. The fuel cell 20 includes a cell tube 3 as a fuel cell tube,
Supply side seal part 4, discharge side seal part 5, supply side tube sheet 6,
A discharge side tube sheet 7, a supply chamber 8 as a first supply chamber having a gas supply port 8-1, a discharge chamber 9 having a gas discharge port 9-1, a refractory material 10-1a and a heat insulating material 10-1b. A10-1 as a first support on the side of the supply chamber 8 having a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
A support B10-2 as a second support on the side, and an oxidant supply chamber 18 as a second supply chamber. The configuration of FIG. 1 is installed in a container (not shown) in consideration of heat insulation and safety of gas leak.

【0055】また、図5は供給側シール部4びその周辺
部の構成を示す図(断面図)である。セルチューブ3
(の一端側)、供給側管板6(の供給側シール部4近
傍)、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する
供給室8側の支持体A10−1、シール部11a−1及
び保持部11a−2を有する可動シール部A11a、供
給側集電キャップ12、充填材14からなる。本実施例
においては、供給側シール部4及び排出側シール部5の
構造が、図5に示すような可動シール部A11aを用い
る点が、実施例1と異なる。
FIG. 5 is a view (cross-sectional view) showing the configuration of the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3
(One end side), the supply side tube sheet 6 (in the vicinity of the supply side seal portion 4), the support A10-1 on the supply chamber 8 side having the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-1b, and the seal portion 11a-. 1 and a movable seal portion A11a having a holding portion 11a-2, a supply-side current collecting cap 12, and a filler 14. This embodiment is different from the first embodiment in that the structure of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 uses a movable seal portion A11a as shown in FIG.

【0056】以下に各構成を詳細に説明する。図1にお
ける燃料電池セル管としてのセルチューブ3、供給側シ
ール部4、排出側シール部5、供給側管板6、排出側管
板7、ガス供給口8−1を有する供給室8、ガス排出口
9−1を有する排出室9、耐火材10−1aと断熱材1
0−1bとを有する供給室8側の支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の支持体B10−2、酸化剤供給室18は、実施例1
と同様であるので、その説明を省略する。
Hereinafter, each component will be described in detail. A cell tube 3 as a fuel cell tube in FIG. 1, a supply-side seal portion 4, a discharge-side seal portion 5, a supply-side tube plate 6, a discharge-side tube plate 7, a supply chamber 8 having a gas supply port 8-1, a gas Discharge chamber 9 having discharge port 9-1, refractory material 10-1a and heat insulating material 1
0-1b, a support A10-1 on the supply chamber 8 side, and a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
The support B10-2 and the oxidant supply chamber 18 on the side of FIG.
Therefore, the description is omitted.

【0057】次に、図5(a)を参照して、供給側シー
ル部4及び排出側支持部5について説明する。基本的
に、供給側シール部4と排出側シール部5とは、同一の
構造で良いので、供給側シール部4についてのみ説明す
る。図5(a)は、供給側シール部4及びその周辺部を
示す図(断面図)である。セルチューブ3(の一端
側)、供給側管板6(の供給側シール部4近傍)、耐火
材10−1aと断熱材10−1bとを有する供給室8側
の支持体A10−1、シール部11a−1及び保持部1
1a−2を有する可動シール部A11a、供給側集電キ
ャップ12、充填材14からなる。
Next, the supply side seal portion 4 and the discharge side support portion 5 will be described with reference to FIG. Basically, the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 may have the same structure. Therefore, only the supply-side seal portion 4 will be described. FIG. 5A is a diagram (cross-sectional view) showing the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3 (one end side), supply side tube sheet 6 (near supply side seal portion 4), support A10-1 on the supply chamber 8 side having refractory material 10-1a and heat insulating material 10-1b, seal Part 11a-1 and holding part 1
It comprises a movable seal portion A11a having 1a-2, a supply-side current collecting cap 12, and a filler 14.

【0058】供給側集電キャップ12は、セルチューブ
3の一端部に接合している筒状の端子である。セルチュ
ーブ3の燃料電池の一方の極であり、燃料電池を外部と
電気的に接続するための端子でもある。ステンレスなど
の金属を使用し、その下部に取出し電線を接続する。
The supply-side current collecting cap 12 is a cylindrical terminal joined to one end of the cell tube 3. It is one pole of the fuel cell of the cell tube 3 and also a terminal for electrically connecting the fuel cell to the outside. Use a metal such as stainless steel, and connect an extraction wire to the lower part.

【0059】可動シール部A11aは、シール部11a
−1及び保持部11a−2を有し、セルチューブ3の一
端側を供給側管板6に可動的に支持させるための、薄い
金属板である。可動シール部A11aは、薄いリング状
のステンレスなどの金属の板を使用する。
The movable seal portion A11a includes a seal portion 11a
-1 and a holding portion 11a-2, and is a thin metal plate for movably supporting one end of the cell tube 3 on the supply side tube sheet 6. The movable seal part A11a uses a thin ring-shaped metal plate such as stainless steel.

【0060】可動シール部A11aのリングの内径は、
セルチューブ3の直径よりも若干小さい程度である。す
なわち、図5(a)で示すように可動シール部A11a
にセルチューブ3を通した時、可動シール部A11aの
穴部の内周部分が、セルチューブ3を通した方向に内側
に変形し、セルチューブ3の外周部と可動シール部A1
1aの内側部分が密着する程度である。可動シール部A
11aの内側部分であるシール部11a−1は、セルチ
ューブ3と密接する際、供給室側への湾曲に伴うシール
部11a−1の弾性力により密着し、ガスシール性を発
揮する。それと同時に、保持部11a−2及びシール部
11a−1の弾性力により可動性、振動及び衝撃吸収性
が発揮される。
The inner diameter of the ring of the movable seal portion A11a is
It is slightly smaller than the diameter of the cell tube 3. That is, as shown in FIG. 5A, the movable seal portion A11a
When the cell tube 3 is passed through, the inner peripheral portion of the hole of the movable seal portion A11a is deformed inward in the direction passing through the cell tube 3, and the outer peripheral portion of the cell tube 3 and the movable seal portion A1 are deformed.
This is the degree to which the inner part of 1a is in close contact. Movable seal part A
When the seal portion 11a-1, which is an inner portion of the seal portion 11a, comes into close contact with the cell tube 3, the seal portion 11a-1 comes into close contact with the elasticity of the seal portion 11a-1 due to the bending toward the supply chamber side, and exhibits gas sealing properties. At the same time, the elasticity of the holding portion 11a-2 and the sealing portion 11a-1 exerts movability, vibration and shock absorption.

【0061】外径は、供給側管板6のセルチューブ3を
通す穴の直径よりもやや大きい程度である。すなわち、
供給側管板6と可動シール部A11aの保持部11a−
2(可動シール部A11aのシール部11a−1以外の
部分)との重なり部分で、可動シール部A11aを供給
側管板6に適切な手法(ねじ止め、溶接、ハンダ、接着
等)で取付け可能な程度である。
The outer diameter is slightly larger than the diameter of the hole through which the cell tube 3 of the supply side tube sheet 6 passes. That is,
Supply side tube sheet 6 and holding portion 11a of movable seal portion A11a
2 (the portion other than the seal portion 11a-1 of the movable seal portion A11a), the movable seal portion A11a can be attached to the supply side tube sheet 6 by an appropriate method (screwing, welding, soldering, bonding, etc.). It is about.

【0062】可動シール部A11aの薄い金属板は、そ
の伸縮自在性により、セルチューブ3の長手方向に可動
である他、セルチューブ3の径方向や、それらを併せた
斜め方向についてもある程度の範囲まで可動である。ま
た、可動シール部A11aは、それと同時に、供給室8
の燃料ガス1と、供給室8の外側の酸化剤ガス2との間
をガスシールする。その時、下記の充填材14も利用す
る。
The thin metal plate of the movable seal portion A11a is movable in the longitudinal direction of the cell tube 3 due to its elasticity, and also has a certain range in the radial direction of the cell tube 3 and the diagonal direction including them. It is movable up to. At the same time, the movable seal portion A11a is
Is sealed between the fuel gas 1 and the oxidizing gas 2 outside the supply chamber 8. At that time, the following filler 14 is also used.

【0063】充填材14は、セルチューブ3と可動シー
ル部A11aとが接触する付近の隙間がある可能性があ
る領域に充填されるガスシール材である。その隙間を埋
め、供給室8の燃料ガス1と、排出室9の外側の酸化剤
ガス2との間をガスシールする。その周辺の最高使用温
度に合わせたハンダや、ガラス材料、最高使用温度がそ
れほど高く無い場合には、樹脂などが使用できる。
The filling material 14 is a gas sealing material filled in a region where there is a possibility that there is a gap near the contact between the cell tube 3 and the movable seal portion A11a. The gap is filled, and a gas seal is formed between the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the oxidizing gas 2 outside the discharge chamber 9. Solder, glass material, or resin that can be used if the maximum operating temperature is not so high.

【0064】支持体A10−1及びセルチューブ3は、
実施例1と同様であるので説明は省略する。ただし、図
中には、燃料電池部分及びその引き出し電極部分を示し
ていない。供給側管板6は、実施例1の図1の説明で示
した供給側管板6と同一であるのでその説明は省略す
る。
The support A10-1 and the cell tube 3 are
The description is omitted because it is the same as in the first embodiment. However, the fuel cell part and its lead electrode part are not shown in the figure. The supply side tube sheet 6 is the same as the supply side tube sheet 6 shown in the description of FIG.

【0065】では、本発明である燃料電池システムの第
二の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明す
る。図1を参照して、このような構成をなす燃料電池に
おいて、供給室8内に水素やメタンのような燃料ガス1
がガス供給口8−1から供給される。それと共に、酸化
剤供給室18内のセルチューブ3の外周面に沿って酸素
や空気のような酸化剤ガス2が供給される。そうする
と、燃料ガス1は、各セルチューブ3に対してばらつき
の無い流量で流入して、基体管内を一方向に流れる。す
なわち、セルチューブ3の一端側から他端側へ向かって
一方向に流通する(ワンスルー)。そして、燃料ガス1
と酸化剤ガス2がセルチューブ3の燃料電池薄膜(図示
せず)で電気化学的に反応して電力を発生し、当該電力
が集電キャップ(供給側集電キャップ12など)を介し
て外部に取出される。
Next, the operation of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in a fuel cell having such a configuration, a fuel gas 1 such as hydrogen or methane is provided in a supply chamber 8.
Is supplied from the gas supply port 8-1. At the same time, the oxidizing gas 2 such as oxygen or air is supplied along the outer peripheral surface of the cell tube 3 in the oxidizing agent supply chamber 18. Then, the fuel gas 1 flows into each cell tube 3 at a uniform flow rate and flows in one direction in the base tube. That is, the cell tube 3 flows in one direction from one end to the other end (one-through). And fuel gas 1
And the oxidizing gas 2 electrochemically react with the fuel cell thin film (not shown) of the cell tube 3 to generate electric power. Is taken out.

【0066】発電に供された燃料ガス1の内、余った燃
料ガスである使用済みの燃料ガス1は、セルチューブ3
を通り抜けて排出室9に達する。そこで、他のセルチュ
ーブからの使用済み燃料ガス1とまとめられて、ガス排
出口9−1から外部に排出される。一方、発電に供され
た使用済みの酸化剤ガス2は、排出管を介して外部に送
出される。
Of the fuel gas 1 used for power generation, the used fuel gas 1 which is the surplus fuel gas is supplied to the cell tube 3.
To reach the discharge chamber 9. Then, the spent fuel gas 1 from another cell tube is collected and discharged from the gas discharge port 9-1 to the outside. On the other hand, the used oxidant gas 2 used for power generation is sent out through an exhaust pipe.

【0067】原則的に、図1に示すような、セルチュー
ブ3を一端部の供給側シール部4と他端部の排出側シー
ル部5でシールする場合には、供給側シール部4の水平
方向の位置に排出側シール部5が来るように設計されて
いる。しかし、燃料電池始動時又は停止時、あるいは、
何らかの原因でセルチューブ3の一端部周辺と他端部周
辺との間などで温度差が生じた場合や衝撃や振動が発生
した場合など、供給側シール部4の水平方向の位置から
排出側シール部5がずれることがありうる。しかしその
場合でも、供給側シール部4及び排出側シール部5の可
動シール部(薄い金属板)の伸縮自在性により、その上
下方向や前後左右の横方向、斜め上方又は下方位置のず
れを吸収できるので、セルチューブ3が損傷を受けるこ
とが無い。
In principle, when the cell tube 3 is sealed with the supply-side seal portion 4 at one end and the discharge-side seal portion 5 at the other end as shown in FIG. It is designed such that the discharge side seal portion 5 comes to a position in the direction. However, when starting or stopping the fuel cell, or
In the case where a temperature difference is generated between the vicinity of one end of the cell tube 3 and the vicinity of the other end of the cell tube 3 for some reason, or when an impact or vibration occurs, the discharge side seal is moved from the horizontal position of the supply side seal 4. The part 5 may be shifted. However, even in such a case, the movable seal portion (thin metal plate) of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 can expand and contract to absorb a shift in the vertical direction, the front-rear left-right lateral direction, the obliquely upward or downward position. As a result, the cell tube 3 is not damaged.

【0068】また、支持体A10−1と支持体B10−
2との二点支持なので、一点だけの支持の場合に比べ
て、各段に耐衝撃性が向上している。加えて、供給側シ
ール部4及び排出側シール部5の可動シール部(薄い金
属板)を用いているので、上下、前後左右、斜め上下方
向の強い衝撃や振動に対しても、可動シール部(薄い金
属板)の緩衝性により、それらを緩和、吸収することが
出来る。すなわち、構造的に強く、セルチューブ3が破
損し難く、損傷を受けることが無い。
The support A10-1 and the support B10-
Since two points are supported, the impact resistance is improved in each step as compared with the case where only one point is supported. In addition, since the movable seal portion (thin metal plate) of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 is used, the movable seal portion is resistant to strong shocks and vibrations in the vertical, front-back, left-right, and oblique vertical directions. Due to the buffering properties of the (thin metal plate), they can be relaxed and absorbed. That is, it is structurally strong, the cell tube 3 is hardly damaged, and is not damaged.

【0069】また、ガスは、一方向に流れるだけで良い
ので、案内管112(従来の技術の項及び図8参照)を
用いる必要が無く、セルチューブ3及びその周辺部分の
構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を
減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、
部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係
が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問
題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
Since the gas only needs to flow in one direction, there is no need to use the guide tube 112 (see the section of the prior art and FIG. 8), and the structure of the cell tube 3 and its peripheral portion is simplified. I can do it. That is, the number of parts can be reduced, which leads to cost reduction. in addition,
As the number of parts is reduced, the relationship between the parts is reduced, so that the degree of freedom in design and the problems such as breakage of the parts are reduced, and the reliability as a whole is also improved.

【0070】また、本実施例において、図5(a)のほ
かに、図5(b)のような構造でも、同様の効果を得る
ことが可能である。図5(b)は、供給側シール部4及
びその周辺部を示す図(断面図)である。セルチューブ
3(の一端側)、供給側管板6(の供給側シール部4近
傍)、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する
供給室8側の支持体A10−1、シール部11b−1及
び保持部11b−2を有する可動シール部B11b、供
給側集電キャップ12、充填材14からなる。可動シー
ル部B11bのシール部11b−1の反る方向が、可動
シール部A11aのシール部11a−1と逆である点
が、本実施例と異なる。しかし、基本的な構成及び効果
は同様である。
In this embodiment, the same effect can be obtained with a structure as shown in FIG. 5B in addition to the structure shown in FIG. FIG. 5B is a diagram (cross-sectional view) showing the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3 (one end side), supply side tube sheet 6 (near supply side seal portion 4), support A10-1 on the supply chamber 8 side having refractory material 10-1a and heat insulating material 10-1b, seal It comprises a movable seal portion B11b having a portion 11b-1 and a holding portion 11b-2, a supply-side current collecting cap 12, and a filler 14. This embodiment is different from the present embodiment in that the warping direction of the seal portion 11b-1 of the movable seal portion B11b is opposite to that of the seal portion 11a-1 of the movable seal portion A11a. However, the basic configuration and effects are the same.

【0071】(実施例3)では、本発明である燃料電池
システムの第三の実施の形態に関して、図面を参照して
説明する。図1は、本発明である燃料電池システムの第
三の実施の形態の構成を示す図(断面図)であり、燃料
電池20は、燃料電池セル管としてのセルチューブ3、
供給側シール部4、排出側シール部5、供給側管板6、
排出側管板7、ガス供給口8−1を有する第一の供給室
としての供給室8、ガス排出口9−1を有する排出室
9、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する供
給室8側の第一の支持体としての支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の第二の支持体としての支持体B10−2、第二の供
給室としての酸化剤供給室18からなる。なお、図1の
構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮
した容器内に設置されている。
(Embodiment 3) A third embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) illustrating a configuration of a third embodiment of a fuel cell system according to the present invention. A fuel cell 20 includes a cell tube 3 as a fuel cell tube.
Supply side seal part 4, discharge side seal part 5, supply side tube sheet 6,
A discharge side tube sheet 7, a supply chamber 8 as a first supply chamber having a gas supply port 8-1, a discharge chamber 9 having a gas discharge port 9-1, a refractory material 10-1a and a heat insulating material 10-1b. A10-1 as a first support on the side of the supply chamber 8 having a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
A support B10-2 as a second support on the side, and an oxidant supply chamber 18 as a second supply chamber. The configuration of FIG. 1 is installed in a container (not shown) in consideration of heat insulation and safety of gas leak.

【0072】また、図6は供給側シール部4びその周辺
部の構成を示す図(断面図)である。セルチューブ3
(の一端側)、供給側管板6(の供給側シール部4近
傍)、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する
供給室8側の支持体A10−1、チューブ側取付部11
c−1と可動部11c−2と管板側取付部11c−3と
を有する可動シール部C11c、供給側集電キャップ1
2、供給側シールリング13からなる。本実施例におい
ては、供給側シール部4及び排出側シール部5の構造
が、図6に示すような可動シール部C11cを用いる点
が、実施例1と異なる。
FIG. 6 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3
(One end side), the supply-side tube sheet 6 (in the vicinity of the supply-side seal portion 4), the support A10-1 on the supply chamber 8 side having the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-1b, and the tube-side mounting portion. 11
a movable sealing portion C11c having a c-1, a movable portion 11c-2, and a tube plate side mounting portion 11c-3, and a supply-side current collecting cap 1
2. The supply side seal ring 13 is provided. This embodiment is different from the first embodiment in that the structure of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 uses a movable seal portion C11c as shown in FIG.

【0073】以下に各構成を詳細に説明する。図1にお
ける燃料電池セル管としてのセルチューブ3、供給側シ
ール部4、排出側シール部5、供給側管板6、排出側管
板7、ガス供給口8−1を有する供給室8、ガス排出口
9−1を有する排出室9、耐火材10−1aと断熱材1
0−1bとを有する供給室8側の支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の支持体B10−2、酸化剤供給室18は、実施例1
と同様であるので、その説明を省略する。
Hereinafter, each component will be described in detail. A cell tube 3 as a fuel cell tube in FIG. 1, a supply-side seal portion 4, a discharge-side seal portion 5, a supply-side tube plate 6, a discharge-side tube plate 7, a supply chamber 8 having a gas supply port 8-1, a gas Discharge chamber 9 having discharge port 9-1, refractory material 10-1a and heat insulating material 1
0-1b, a support A10-1 on the supply chamber 8 side, and a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
The support B10-2 and the oxidant supply chamber 18 on the side of FIG.
Therefore, the description is omitted.

【0074】次に、図6は、供給側シール部4及びその
周辺部を示す図(断面図)である。セルチューブ3(の
一端側)、供給側管板6(の供給側シール部4近傍)、
耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する供給室
8側の支持体A10−1、チューブ側取付部11c−1
と可動部11c−2と管板側取付部11c−3とを有す
る可動シール部C11c、供給側集電キャップ12、供
給側シールリング13からなる。
Next, FIG. 6 is a view (cross-sectional view) showing the supply side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3 (one end side), supply side tube sheet 6 (near supply side seal portion 4),
The support A10-1 on the supply chamber 8 side having the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-1b, the tube-side mounting portion 11c-1
And a movable seal portion C11c having a movable portion 11c-2 and a tube plate side mounting portion 11c-3, a supply side current collecting cap 12, and a supply side seal ring 13.

【0075】供給側集電キャップ12は、セルチューブ
3の一端部に接合している筒状の端子である。セルチュ
ーブ3の燃料電池の一方の極であり、燃料電池を外部と
電気的に接続するための端子でもある。ステンレスなど
の金属を使用し、その下部に取出し電線を接続する。
The supply-side current collecting cap 12 is a cylindrical terminal joined to one end of the cell tube 3. It is one pole of the fuel cell of the cell tube 3 and also a terminal for electrically connecting the fuel cell to the outside. Use a metal such as stainless steel, and connect an extraction wire to the lower part.

【0076】可動シール部C11cは、チューブ側取付
部11c−1と可動部11c−2と管板側取付部11c
−3とを有し、セルチューブ3の一端側を供給側管板6
に可動的に支持させるための、ベローズである。ステン
レスなどの薄い金属の板を使用する。可動シール部C1
1cは、側面の可動部11c−2が蛇腹状の円柱で、セ
ルチューブ3の円筒直径よりも直径が大きい。
The movable seal portion C11c includes a tube side mounting portion 11c-1, a movable portion 11c-2, and a tube plate side mounting portion 11c.
-3, and one end of the cell tube 3 is connected to the supply side tube sheet 6.
Bellows for movably supporting the Use a thin metal plate such as stainless steel. Movable seal part C1
1 c, the movable portion 11 c-2 on the side surface is a bellows-shaped column, and has a diameter larger than the cylindrical diameter of the cell tube 3.

【0077】可動シール部C11cは、セルチューブ3
と同軸をなし、セルチューブ3の一端部を囲むように配
置される。そして、可動シール部C11cの一端のチュ
ーブ側取付部11c−1とセルチューブ3の一端部の供
給側シールリング13(後述)とが同軸をなして、チュ
ーブ側取付部11c−1で接合している。また、可動シ
ール部C11cの他端の管板側取付部11c−3は、供
給側管板6と、セルチューブ3が供給側管板6を貫通す
る穴を囲むように同軸をなして、管板側取付部11c−
3で接合している。
The movable seal portion C11c is connected to the cell tube 3
And is arranged so as to surround one end of the cell tube 3. The tube-side mounting portion 11c-1 at one end of the movable seal portion C11c and the supply-side seal ring 13 (described later) at one end of the cell tube 3 are coaxial and joined at the tube-side mounting portion 11c-1. I have. The tube plate side mounting portion 11c-3 at the other end of the movable seal portion C11c is coaxial with the supply side tube plate 6 so as to surround a hole through which the cell tube 3 penetrates the supply side tube plate 6, Plate side mounting part 11c-
3 joined.

【0078】ベローズは、その可動部11c−2の伸縮
自在性により、セルチューブ3の長手方向に可動である
他、蛇腹の形状によりセルチューブ3の径方向や、それ
らを併せた斜め方向にも可動である。また、ベローズ
は、その可動部11c−2の緩衝性により、振動や衝撃
を緩和、吸収することが出来る。可動シール部C11c
は、それと同時に、供給室8の燃料ガス1と、供給室8
の外側の酸化剤ガス2との間をガスシールする。
The bellows can be moved in the longitudinal direction of the cell tube 3 by the elasticity of the movable portion 11c-2, and also in the radial direction of the cell tube 3 due to the shape of the bellows, or in the diagonal direction combining them. It is movable. In addition, the bellows can reduce or absorb vibration and impact due to the buffering property of the movable portion 11c-2. Movable seal part C11c
At the same time, the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the supply chamber 8
Is gas-sealed with the oxidizing gas 2 on the outer side of the gas.

【0079】供給側シールリング13は、可動シール部
C11cの一端のチューブ側取付部11c−1と供給側
集電キャップ12との間にある。セルチューブ3を供給
側管板6に、可動シール部C11cにより支持させる
際、可動シール部C11cと供給側集電キャップ12と
を電気的に絶縁させるために用いる。それと同時に、供
給室8の燃料ガス1と、供給室8の外側の酸化剤ガス2
との間をガスシールするためのシール部材でもある。ア
ルミナやジルコニア、マグネシアスピネルのようなセラ
ミックス製、又はガラス製が考えられる。
The supply-side seal ring 13 is located between the tube-side mounting portion 11c-1 at one end of the movable seal portion C11c and the supply-side current collecting cap 12. When the cell tube 3 is supported on the supply-side tube sheet 6 by the movable seal portion C11c, the cell tube 3 is used to electrically insulate the movable seal portion C11c from the supply-side current collecting cap 12. At the same time, the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the oxidant gas 2 outside the supply chamber 8
It is also a sealing member for gas-sealing the gap between them. Ceramics such as alumina, zirconia, and magnesia spinel, or glass.

【0080】支持体A10−1及びセルチューブ3は、
実施例1と同様であるので説明は省略する。ただし、図
中には、燃料電池部分及びその引き出し電極部分を示し
ていない。供給側管板6は、実施例1の図1の説明で示
した供給側管板6と同一であるのでその説明は省略す
る。
The support A10-1 and the cell tube 3 are
The description is omitted because it is the same as in the first embodiment. However, the fuel cell part and its lead electrode part are not shown in the figure. The supply side tube sheet 6 is the same as the supply side tube sheet 6 shown in the description of FIG.

【0081】では、本発明である燃料電池システムの第
三の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明す
る。図1を参照して、このような構成をなす燃料電池に
おいて、供給室8内に水素やメタンのような燃料ガス1
がガス供給口8−1から供給される。それと共に、酸化
剤供給室18内のセルチューブ3の外周面に沿って酸素
や空気のような酸化剤ガス2が供給される。そうする
と、燃料ガス1は、各セルチューブ3に対してばらつき
の無い流量で流入して、基体管内を一方向に流れる。す
なわち、セルチューブ3の一端側から他端側へ向かって
一方向に流通する(ワンスルー)。そして、燃料ガス1
と酸化剤ガス2がセルチューブ3の燃料電池薄膜(図示
せず)で電気化学的に反応して電力を発生し、当該電力
が集電キャップ(供給側集電キャップ12など)を介し
て外部に取出される。
Next, the operation of the third embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in a fuel cell having such a configuration, a fuel gas 1 such as hydrogen or methane is provided in a supply chamber 8.
Is supplied from the gas supply port 8-1. At the same time, the oxidizing gas 2 such as oxygen or air is supplied along the outer peripheral surface of the cell tube 3 in the oxidizing agent supply chamber 18. Then, the fuel gas 1 flows into each cell tube 3 at a uniform flow rate and flows in one direction in the base tube. That is, the cell tube 3 flows in one direction from one end to the other end (one-through). And fuel gas 1
And the oxidizing gas 2 electrochemically react with the fuel cell thin film (not shown) of the cell tube 3 to generate electric power, and the electric power is supplied to the outside through a current collecting cap (such as a supply-side current collecting cap 12). Is taken out.

【0082】発電に供された燃料ガス1の内、余った燃
料ガスである使用済みの燃料ガス1は、セルチューブ3
を通り抜けて排出室9に達する。そこで、他のセルチュ
ーブからの使用済み燃料ガス1とまとめられて、ガス排
出口9−1から外部に排出される。一方、発電に供され
た使用済みの酸化剤ガス2は、排出管を介して外部に送
出される。
Among the fuel gas 1 used for power generation, the used fuel gas 1 which is the surplus fuel gas is supplied to the cell tube 3.
To reach the discharge chamber 9. Then, the spent fuel gas 1 from another cell tube is collected and discharged from the gas discharge port 9-1 to the outside. On the other hand, the used oxidant gas 2 used for power generation is sent out through an exhaust pipe.

【0083】原則的に、図1に示すような、セルチュー
ブ3を一端部の供給側シール部4と他端部の排出側シー
ル部5でシールする場合には、供給側シール部4の水平
方向の位置に排出側シール部5が来るように設計されて
いる。しかし、燃料電池始動時又は停止時、あるいは、
何らかの原因でセルチューブ3の一端部周辺と他端部周
辺との間などで温度差が生じた場合や衝撃や振動が発生
した場合など、供給側シール部4の水平方向の位置から
排出側シール部5がずれることがありうる。しかしその
場合でも、可動シール部C11c(ベローズ)の伸縮自
在性により、その上下方向や前後左右の横方向、斜め上
方又は下方位置のずれを吸収できるので、セルチューブ
3が損傷を受けることが無い。
In principle, when the cell tube 3 is sealed with the supply-side seal portion 4 at one end and the discharge-side seal portion 5 at the other end as shown in FIG. It is designed such that the discharge side seal portion 5 comes to a position in the direction. However, when starting or stopping the fuel cell, or
In the case where a temperature difference is generated between the vicinity of one end of the cell tube 3 and the vicinity of the other end of the cell tube 3 for some reason, or when an impact or vibration occurs, the discharge side seal is moved from the horizontal position of the supply side seal 4. The part 5 may be shifted. However, even in this case, since the movable seal portion C11c (bellows) can be expanded and contracted, the displacement in the vertical direction, the front / rear left / right lateral direction, the obliquely upward or downward position can be absorbed, and the cell tube 3 is not damaged. .

【0084】また、支持体A10−1と支持体B10−
2との二点支持なので、一点だけの支持の場合に比べ
て、各段に耐衝撃性が向上している。加えて、供給側シ
ール部4及び排出側シール部5の可動シール部(ベロー
ズ)を用いているので、上下、前後左右、斜め上下方向
の強い衝撃や振動に対しても、可動シール部の可動部の
緩衝性により、それらを緩和、吸収することが出来る。
すなわち、構造的に強く、セルチューブ3が破損し難
く、損傷を受けることが無い。
The support A10-1 and the support B10-
Since two points are supported, the impact resistance is improved in each step as compared with the case where only one point is supported. In addition, since the movable seal portion (bellows) of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 is used, the movable seal portion is movable even with strong shock and vibration in the vertical, front-rear, left-right, and oblique vertical directions. Due to the buffer properties of the parts, they can be relaxed and absorbed.
That is, it is structurally strong, the cell tube 3 is hardly damaged, and is not damaged.

【0085】また、ガスは、一方向に流れるだけで良い
ので、案内管112(従来の技術の項及び図8参照)を
用いる必要が無く、セルチューブ3及びその周辺部分の
構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を
減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、
部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係
が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問
題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
Also, since the gas only needs to flow in one direction, there is no need to use the guide tube 112 (see the section of the prior art and FIG. 8), and the structure of the cell tube 3 and its peripheral portion is simplified. I can do it. That is, the number of parts can be reduced, which leads to cost reduction. in addition,
As the number of parts is reduced, the relationship between the parts is reduced, so that the degree of freedom in design and the problems such as breakage of the parts are reduced, and the reliability as a whole is also improved.

【0086】(実施例4)では、本発明である燃料電池
システムの第四の実施の形態に関して、図面を参照して
説明する。図1は、本発明である燃料電池システムの第
四の実施の形態の構成を示す図(断面図)であり、燃料
電池20は、燃料電池セル管としてのセルチューブ3、
供給側シール部4、排出側シール部5、供給側管板6、
排出側管板7、ガス供給口8−1を有する第一の供給室
としての供給室8、ガス排出口9−1を有する排出室
9、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する供
給室8側の第一の支持体としての支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の第二の支持体としての支持体B10−2、第二の供
給室としての酸化剤供給室18からなる。なお、図1の
構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮
した容器内に設置されている。
(Embodiment 4) A fourth embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of a fourth embodiment of the fuel cell system according to the present invention. The fuel cell 20 includes a cell tube 3 as a fuel cell tube,
Supply side seal part 4, discharge side seal part 5, supply side tube sheet 6,
A discharge side tube sheet 7, a supply chamber 8 as a first supply chamber having a gas supply port 8-1, a discharge chamber 9 having a gas discharge port 9-1, a refractory material 10-1a and a heat insulating material 10-1b. A10-1 as a first support on the side of the supply chamber 8 having a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
A support B10-2 as a second support on the side, and an oxidant supply chamber 18 as a second supply chamber. The configuration of FIG. 1 is installed in a container (not shown) in consideration of heat insulation and safety of gas leak.

【0087】また、図7は供給側シール部4びその周辺
部の構成を示す図(断面図)である。セルチューブ3
(の一端側)、供給側管板6(の供給側シール部4近
傍)、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する
供給室8側の支持体A10−1、シール部11d−1及
び保持部11d−2を有する可動シール部D11d、供
給側集電キャップ12、充填材14からなる。本実施例
においては、供給側シール部4及び排出側シール部5の
構造が、図7に示すような可動シール部D11dを用い
る点が、実施例1と異なる。
FIG. 7 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3
(One end side), the supply-side tube sheet 6 (in the vicinity of the supply-side seal portion 4), the support A10-1 on the supply chamber 8 side having the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-1b, and the seal portion 11d-. 1 and a movable seal portion D11d having a holding portion 11d-2, a supply-side current collecting cap 12, and a filler 14. This embodiment is different from the first embodiment in that the structure of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 uses a movable seal portion D11d as shown in FIG.

【0088】以下に各構成を詳細に説明する。図1にお
ける燃料電池セル管としてのセルチューブ3、供給側シ
ール部4、排出側シール部5、供給側管板6、排出側管
板7、ガス供給口8−1を有する供給室8、ガス排出口
9−1を有する排出室9、耐火材10−1aと断熱材1
0−1bとを有する供給室8側の支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の支持体B10−2、酸化剤供給室18は、実施例1
と同様であるので、その説明を省略する。
Hereinafter, each component will be described in detail. A cell tube 3 as a fuel cell tube in FIG. 1, a supply-side seal portion 4, a discharge-side seal portion 5, a supply-side tube plate 6, a discharge-side tube plate 7, a supply chamber 8 having a gas supply port 8-1, a gas Discharge chamber 9 having discharge port 9-1, refractory material 10-1a and heat insulating material 1
0-1b, a support A10-1 on the supply chamber 8 side, and a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
The support B10-2 and the oxidant supply chamber 18 on the side of FIG.
Therefore, the description is omitted.

【0089】次に、図7(a)を参照して、供給側シー
ル部4及び排出側支持部5について説明する。基本的
に、供給側シール部4と排出側シール部5とは、同一の
構造で良いので、供給側シール部4についてのみ説明す
る。図7(a)は、供給側シール部4及びその周辺部を
示す図(断面図)である。セルチューブ3(の一端
側)、供給側管板6(の供給側シール部4近傍)、耐火
材10−1aと断熱材10−1bとを有する供給室8側
の支持体A10−1、シール部11d−1及び保持部1
1d−2を有する可動シール部D11d、供給側集電キ
ャップ12からなる。
Next, the supply side seal portion 4 and the discharge side support portion 5 will be described with reference to FIG. Basically, the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 may have the same structure. Therefore, only the supply-side seal portion 4 will be described. FIG. 7A is a diagram (cross-sectional view) showing the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3 (one end side), supply side tube sheet 6 (near supply side seal portion 4), support A10-1 on the supply chamber 8 side having refractory material 10-1a and heat insulating material 10-1b, seal Part 11d-1 and holding part 1
It comprises a movable seal portion D11d having 1d-2 and a supply-side current collecting cap 12.

【0090】供給側集電キャップ12は、セルチューブ
3の一端部に接合している筒状の端子である。セルチュ
ーブ3の燃料電池の一方の極であり、燃料電池を外部と
電気的に接続するための端子でもある。ステンレスなど
の金属を使用し、その下部に取出し電線を接続する。
The supply-side current collecting cap 12 is a cylindrical terminal joined to one end of the cell tube 3. It is one pole of the fuel cell of the cell tube 3 and also a terminal for electrically connecting the fuel cell to the outside. Use a metal such as stainless steel, and connect an extraction wire to the lower part.

【0091】可動シール部D11dは、シール部11d
−1及び保持部11d−2を有し、セルチューブ3の一
端部を排出側管板7に可動的に支持させるための、薄い
金属板である。可動シール部D11dは、薄いリング状
のステンレスなどの金属の板を使用する。
The movable seal D11d is
-1 and a holding part 11d-2, and is a thin metal plate for movably supporting one end of the cell tube 3 on the discharge side tube sheet 7. The movable seal portion D11d uses a thin ring-shaped metal plate such as stainless steel.

【0092】可動シール部D11dのリングの内径は、
セルチューブ3の直径よりも若干小さい程度である。す
なわち、図7(a)で示すように可動シール部D11d
にセルチューブ3を通した時、可動シール部D11dの
穴部の内周部分が、セルチューブ3を通した方向に内側
に変形し、セルチューブ3の外周部と可動シール部D1
1dの内側部分が密着する程度である。可動シール部D
11dは、焼きばめの手法(熱した可動シール部D11
dの穴に、可動シール部D11dよりも低温のセルチュ
ーブ3を差込み、可動シール部D11dの熱収縮で密着
させる)で取り付ける。その際、可動シール部D11d
の内側部分であるシール部11d−1は、供給室側への
熱収縮に伴うシール部11d−1の弾性力により密着
し、ガスシール性を発揮する。それと同時に、保持部1
1d−2の弾性力により可動性、振動及び衝撃吸収性が
発揮される。
The inside diameter of the ring of the movable seal portion D11d is
It is slightly smaller than the diameter of the cell tube 3. That is, as shown in FIG. 7A, the movable seal portion D11d
When the cell tube 3 is passed through, the inner peripheral portion of the hole of the movable seal portion D11d is deformed inward in the direction passing through the cell tube 3, and the outer peripheral portion of the cell tube 3 and the movable seal portion D1 are deformed.
This is the degree to which the inner part of 1d is in close contact. Movable seal part D
11d is a shrink fit method (heated movable seal portion D11).
The cell tube 3 having a lower temperature than the movable seal portion D11d is inserted into the hole d, and the cell tube 3 is brought into close contact with the movable seal portion D11d by heat shrinkage). At that time, the movable seal portion D11d
The seal portion 11d-1 which is an inner portion of the seal member 11d-1 adheres due to the elastic force of the seal portion 11d-1 due to the heat shrinkage toward the supply chamber side, and exhibits gas sealing properties. At the same time, the holding unit 1
Mobility, vibration and shock absorption are exhibited by the elastic force of 1d-2.

【0093】外径は、供給側管板6のセルチューブ3を
通す穴の直径よりもやや大きい程度である。すなわち、
供給側管板6と可動シール部D11d保持部11d−2
(可動シール部D11dのシール部11d−1以外の部
分)との重なり部分で、可動シール部D11dを供給側
管板6に適切な手法(ねじ止め、溶接、ハンダ、接着
等)で取付け可能な程度である。ステンレスなどの金属
を使用する。
The outer diameter is slightly larger than the diameter of the hole through which the cell tube 3 of the supply side tube sheet 6 passes. That is,
Supply side tube sheet 6 and movable seal portion D11d holding portion 11d-2
The movable seal portion D11d can be attached to the supply side tube sheet 6 by an appropriate method (screwing, welding, soldering, bonding, or the like) at an overlapping portion with (the portion other than the seal portion 11d-1 of the movable seal portion D11d). It is about. Use metal such as stainless steel.

【0094】可動シール部D11d(薄い金属板)は、
その伸縮自在性により、セルチューブ3の長手方向に可
動である他、セルチューブ3の径方向や、それらを併せ
た斜め方向にもある程度の範囲まで可動である。そし
て、セルチューブ3は、可動的に供給側管板6に支持さ
れる。また、可動シール部D11dは、それと同時に、
供給室8の燃料ガス1と、供給室8の外側の酸化剤ガス
2との間をガスシールするためのシール部材でもある。
The movable seal portion D11d (thin metal plate)
Due to its elasticity, it is movable in the longitudinal direction of the cell tube 3 and also in the radial direction of the cell tube 3 and in a diagonal direction combining them to a certain extent. The cell tube 3 is movably supported by the supply side tube sheet 6. At the same time, the movable seal portion D11d
It is also a sealing member for gas sealing between the fuel gas 1 in the supply chamber 8 and the oxidizing gas 2 outside the supply chamber 8.

【0095】支持体A10−1及びセルチューブ3は、
実施例1と同様であるので説明は省略する。ただし、図
中には、燃料電池部分及びその引き出し電極部分を示し
ていない。供給側管板6は、実施例1の図1の説明で示
した供給側管板6と同一であるのでその説明は省略す
る。
The support A10-1 and the cell tube 3 are
The description is omitted because it is the same as in the first embodiment. However, the fuel cell part and its lead electrode part are not shown in the figure. The supply side tube sheet 6 is the same as the supply side tube sheet 6 shown in the description of FIG.

【0096】では、本発明である燃料電池システムの第
四の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明す
る。図1を参照して、このような構成をなす燃料電池に
おいて、供給室8内に水素やメタンのような燃料ガス1
がガス供給口8−1から供給される。それと共に、セル
チューブ3の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤
ガス2が供給される。そうすると、燃料ガス1は、各セ
ルチューブ3に対してばらつきの無い流量で流入して、
基体管内を一方向に流れる。すなわち、セルチューブ3
の一端側(上端側)から他端側(下端側)へ向かって一
方向に流通する(ワンスルー)。そして、燃料ガス1と
酸化剤ガス2がセルチューブ3の燃料電池薄膜(図示せ
ず)で電気化学的に反応して電力を発生し、当該電力が
集電キャップ(供給側集電キャップ12など)を介して
外部に取出される。
Next, the operation of the fourth embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in a fuel cell having such a configuration, a fuel gas 1 such as hydrogen or methane is provided in a supply chamber 8.
Is supplied from the gas supply port 8-1. At the same time, an oxidizing gas 2 such as oxygen or air is supplied along the outer peripheral surface of the cell tube 3. Then, the fuel gas 1 flows into each cell tube 3 at a uniform flow rate,
It flows in one direction in the base tube. That is, the cell tube 3
Flows in one direction from one end (upper end) to the other end (lower end) (one-through). Then, the fuel gas 1 and the oxidizing gas 2 electrochemically react with each other in the fuel cell thin film (not shown) of the cell tube 3 to generate electric power, and the electric power is generated by the current collecting cap (the supply-side current collecting cap 12 and the like). ).

【0097】発電に供された燃料ガス1の内、余った燃
料ガスである使用済みの燃料ガス1は、セルチューブ3
を通り抜けて排出室9に達する。そこで、他のセルチュ
ーブからの使用済み燃料ガス1とまとめられて、ガス排
出口9−1から外部に排出される。一方、発電に供され
た使用済みの酸化剤ガス2は、排出管を介して外部に送
出される。
[0097] Of the fuel gas 1 used for power generation, the spent fuel gas 1 as surplus fuel gas is supplied to the cell tube 3.
To reach the discharge chamber 9. Then, the spent fuel gas 1 from another cell tube is collected and discharged from the gas discharge port 9-1 to the outside. On the other hand, the used oxidant gas 2 used for power generation is sent out through an exhaust pipe.

【0098】原則的に、図1に示すような、セルチュー
ブ3を一端部の供給側シール部4と他端部の排出側シー
ル部5でシールする場合には、供給側シール部4の水平
方向の位置に排出側シール部5が来るように設計されて
いる。しかし、燃料電池始動時又は停止時、あるいは、
何らかの原因でセルチューブ3の一端部周辺と他端部周
辺との間などで温度差が生じた場合や衝撃や振動が発生
した場合など、供給側シール部4の水平方向の位置から
排出側シール部5がずれることがありうる。しかしその
場合でも、供給側シール部4及び排出側シール部5の可
動シール部(薄い金属板)の伸縮自在性により、その上
下方向や前後左右の横方向、斜め上方又は下方位置のず
れを吸収できるので、セルチューブ3が損傷を受けるこ
とが無い。
In principle, when the cell tube 3 is sealed with the supply-side seal portion 4 at one end and the discharge-side seal portion 5 at the other end as shown in FIG. It is designed such that the discharge side seal portion 5 comes to a position in the direction. However, when starting or stopping the fuel cell, or
When a temperature difference occurs between the vicinity of one end of the cell tube 3 and the vicinity of the other end of the cell tube 3 or a shock or vibration occurs for any reason, the supply side seal portion 4 is moved from the horizontal position to the discharge side seal. The part 5 may be shifted. However, even in such a case, the displacement of the movable seal portion (thin metal plate) of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 can be absorbed in the vertical direction, the front-rear left-right lateral direction, the obliquely upward or downward position. As a result, the cell tube 3 is not damaged.

【0099】また、支持体A10−1と支持体B10−
2との二点支持なので、一点だけの支持の場合に比べ
て、各段に耐衝撃性が向上している。加えて、供給側シ
ール部4及び排出側シール部5の可動シール部(薄い金
属板)を用いているので、上下、前後左右、斜め上下方
向の強い衝撃や振動に対しても、可動シール部(薄い金
属板)の緩衝性により、それらを緩和、吸収することが
出来る。すなわち、構造的に強く、セルチューブ3が破
損し難く、損傷を受けることが無い。
The support A10-1 and the support B10-
Since two points are supported, the impact resistance is improved in each step as compared with the case where only one point is supported. In addition, since the movable seal portion (thin metal plate) of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 is used, the movable seal portion is resistant to strong shocks and vibrations in the vertical, front-back, left-right, and oblique vertical directions. Due to the buffering properties of the (thin metal plate), they can be relaxed and absorbed. That is, it is structurally strong, the cell tube 3 is hardly damaged, and is not damaged.

【0100】また、ガスは、一方向に流れるだけで良い
ので、案内管112(従来の技術の項及び図7参照)を
用いる必要が無く、セルチューブ3及びその周辺部分の
構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を
減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、
部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係
が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問
題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
Also, since the gas only needs to flow in one direction, there is no need to use the guide tube 112 (see the section of the prior art and FIG. 7), and the structure of the cell tube 3 and its peripheral portion is simplified. I can do it. That is, the number of parts can be reduced, which leads to cost reduction. in addition,
As the number of parts is reduced, the relationship between the parts is reduced, so that the degree of freedom in design and the problems such as breakage of the parts are reduced, and the reliability as a whole is also improved.

【0101】また、ガスが一方向に流れるので、セルチ
ューブ3の上部に設置していた排出室9を下側に設置す
ることが可能となる。従って、セルチューブ3の本数を
増加し、燃料電池システムを大型化した場合でも、従来
型に比較して、セルチューブ3の上部の構造を軽量化か
つ簡略化することが出来る。
Further, since the gas flows in one direction, the discharge chamber 9 installed at the upper part of the cell tube 3 can be installed at the lower side. Therefore, even when the number of the cell tubes 3 is increased and the fuel cell system is enlarged, the structure of the upper part of the cell tubes 3 can be reduced in weight and simplified as compared with the conventional type.

【0102】また、本実施例において、図7(a)のほ
かに、図7(b)のような構造でも、同様の効果を得る
ことが可能である。図7(b)は、供給側シール部4及
びその周辺部を示す図(断面図)である。セルチューブ
3(の一端側)、供給側管板6(の供給側シール部4近
傍)、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する
供給室8側の支持体A10−1、シール部11e−1及
び保持部11e−2を有する可動シール部E11e、供
給側集電キャップ12からなる。可動シール部E11e
のシール部11e−1の反る方向が、可動シール部D1
1dのシール部11d−1と逆である点が、本実施例と
異なる。しかし、基本的な構成及び効果は同様である。
In this embodiment, the same effect can be obtained with a structure as shown in FIG. 7B in addition to FIG. 7A. FIG. 7B is a diagram (cross-sectional view) showing the supply-side seal portion 4 and its peripheral portion. Cell tube 3 (one end side), supply side tube sheet 6 (near supply side seal portion 4), support A10-1 on the supply chamber 8 side having refractory material 10-1a and heat insulating material 10-1b, seal It comprises a movable seal portion E11e having a portion 11e-1 and a holding portion 11e-2, and a supply-side current collecting cap 12. Movable seal part E11e
The direction in which the seal portion 11e-1 warps is the movable seal portion D1.
This embodiment is different from the present embodiment in that it is opposite to the seal portion 11d-1 of 1d. However, the basic configuration and effects are the same.

【0103】なお、上記実施例1〜実施例4において、
供給側シール部4と排出側シール部5とは、同じ型のも
のを使用している。しかし、図4〜図7に示すシール部
の中から、供給側シール部4と排出側シール部5とが異
なる組み合わせを選択することも可能である。
Note that in the above Examples 1 to 4,
The supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 use the same type. However, it is also possible to select a different combination of the supply side seal part 4 and the discharge side seal part 5 from the seal parts shown in FIGS.

【0104】(実施例5)次に、本発明である燃料電池
システムの第五の実施の形態に関して、図面を参照して
説明する。図1は、本発明である燃料電池システムの第
五の実施の形態の構成を示す図(断面図)であり、燃料
電池20は、燃料電池セル管としてのセルチューブ3、
供給側シール部4、排出側シール部5、供給側管板6、
排出側管板7、ガス供給口8−1を有する第一の供給室
としての供給室8、ガス排出口9−1を有する排出室
9、耐火材10−1aと断熱材10−1bとを有する供
給室8側の第一の支持体としての支持体A10−1、耐
火材10−2aと断熱材10−2bとを有する排出室9
側の第二の支持体としての支持体B10−2、第二の供
給室としての酸化剤供給室18からなる。なお、図1の
構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮
した容器内に設置されている。
Embodiment 5 Next, a fifth embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram (cross-sectional view) showing the configuration of a fifth embodiment of the fuel cell system according to the present invention. The fuel cell 20 includes a cell tube 3 serving as a fuel cell tube.
Supply side seal part 4, discharge side seal part 5, supply side tube sheet 6,
A discharge side tube sheet 7, a supply chamber 8 as a first supply chamber having a gas supply port 8-1, a discharge chamber 9 having a gas discharge port 9-1, a refractory material 10-1a and a heat insulating material 10-1b. A10-1 as a first support on the side of the supply chamber 8 having a discharge chamber 9 having a refractory material 10-2a and a heat insulating material 10-2b.
A support B10-2 as a second support on the side, and an oxidant supply chamber 18 as a second supply chamber. The configuration of FIG. 1 is installed in a container (not shown) in consideration of heat insulation and safety of gas leak.

【0105】セルチューブ3、供給側シール部4、排出
側シール部5、供給側管板6、排出側管板7、ガス供給
口8−1を有する供給室8、ガス排出口9−1を有する
排出室9、酸化剤供給室18については、実施例1と同
様であるので説明を省略する。
The cell tube 3, the supply-side seal portion 4, the discharge-side seal portion 5, the supply-side tube sheet 6, the discharge-side tube plate 7, the supply chamber 8 having the gas supply port 8-1, and the gas discharge port 9-1. The discharge chamber 9 and the oxidant supply chamber 18 that are provided are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0106】支持体A10−1は耐火材10−1a及び
断熱材10−1bを、支持体B10−2は耐火材10−
2a及び断熱材10−2bを有し、セルチューブ3を供
給室8又は、排出室9の側で支持するための支持体であ
る。それと同時に、セルチューブ3の発電側(セルチュ
ーブ3が発電を行なうセルチューブ3の両端(支持及び
ガスシールを行なう部分)を除いた燃料電池薄膜が形成
されている部分、以下同じ)の熱を遮蔽する目的もあ
る。容器(図示せず)内の酸化材供給室18に設けら
れ、固定されている。
The support A10-1 includes the refractory material 10-1a and the heat insulating material 10-1b, and the support B10-2 includes the refractory material 10-1a.
2a and a heat insulator 10-2b, and is a support for supporting the cell tube 3 on the side of the supply chamber 8 or the discharge chamber 9. At the same time, the heat on the power generation side of the cell tube 3 (the portion where the fuel cell thin film is formed excluding both ends (portion for supporting and gas sealing) of the cell tube 3 where the cell tube 3 generates power, the same applies hereinafter). It also has the purpose of shielding. It is provided and fixed in an oxidizing material supply chamber 18 in a container (not shown).

【0107】図3を参照して、本実施例における支持体
A10−1及び支持体B10−2(以下、「支持体1
0」ともいう)について、更に説明する。図3(a)
は、支持体10の平面図(図1の左側(排出室9側)又
は右側(供給室8側)から見た図)である。図1は断面
図であるので、支持体10が分裂しているように描かれ
ている。しかし、支持体10は、図3に示すように本実
施例では、図3(b)に示す複数の部材を一つに組み合
わせて製造されたものである。
Referring to FIG. 3, the support A10-1 and the support B10-2 (hereinafter referred to as "support 1
0 ") will be further described. FIG. 3 (a)
3 is a plan view of the support 10 (viewed from the left side (discharge chamber 9 side) or the right side (supply chamber 8 side) in FIG. 1). Since FIG. 1 is a cross-sectional view, the support 10 is depicted as being split. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the support 10 is manufactured by combining a plurality of members shown in FIG. 3B into one.

【0108】また、本実施例においては、燃料電池20
は、10本のセルチューブ3を有する燃料電池である。
支持体10は、図3(b)に示す六角柱の中心に同軸の
円柱の穴が開口した(ねじの無いナットのような)基本
構造から成る。すなわち、基本構造を有する耐火材10
−1a又は耐火材10−2a(以下、「耐火材10−1
a」ともいう)と、基本構造を有する断熱材10−1b
又は断熱材10−2b(以下、「断熱材10b」ともい
う)とを重ねて1つの支持体単位であるハニカムセル支
持部10dを構成している(図3(b))。そして、そ
れを蜂の巣状(ハニカム状)に組み合わせて1つの支持
体10を構成する。本実施例では、10個のハニカムセ
ル支持部10dを組み合わせて、10本のセルチューブ
3が入るようにしている(図3(a))。そして、10
個のハニカムセル支持部10dは、型崩れしないよう
に、四角い枠であるハニカム枠10fに嵌め込まれてい
る。ハニカム枠10fのうち、隙間のある部分は、耐火
材と断熱材とを積層したスペーサ10eで埋められてい
る。セル支持部10cの直径は、セルチューブ3の直径
よりもやや大きい程度である。すなわち、熱などによる
セルチューブ3のずれ、セルチューブ3の受ける振動及
び衝撃に関する予測に基づいて、セルチューブ3に無理
な力がかからない大きさの直径である。支持体10は、
酸化剤供給室18内の、供給側管板6及び排出側管板7
の近傍に固定されている。そして、セルチューブ3上の
両端部の燃料電池薄膜が無い部分において、セルチュー
ブ3を支持している。
In this embodiment, the fuel cell 20
Is a fuel cell having ten cell tubes 3.
The support 10 has a basic structure (such as a nut without a screw) in which a coaxial cylindrical hole is opened at the center of the hexagonal prism shown in FIG. 3B. That is, the refractory material 10 having the basic structure
-1a or refractory 10-2a (hereinafter referred to as "refractory 10-1
a)) and a heat insulating material 10-1b having a basic structure.
Alternatively, a honeycomb cell support portion 10d, which is a single support unit, is formed by stacking a heat insulating material 10-2b (hereinafter, also referred to as "heat insulating material 10b") (FIG. 3B). Then, these are combined in a honeycomb shape (honeycomb shape) to form one support body 10. In the present embodiment, ten honeycomb cell support portions 10d are combined so that ten cell tubes 3 can be inserted (FIG. 3A). And 10
The individual honeycomb cell support portions 10d are fitted in a honeycomb frame 10f, which is a rectangular frame, so as not to lose shape. A portion of the honeycomb frame 10f having a gap is filled with a spacer 10e in which a refractory material and a heat insulating material are laminated. The diameter of the cell support 10c is slightly larger than the diameter of the cell tube 3. That is, the diameter of the cell tube 3 is large enough to prevent the cell tube 3 from being subjected to an excessive force, based on the prediction of the displacement of the cell tube 3 due to heat or the like and the vibration and impact received by the cell tube 3. The support 10 is
The supply-side tube sheet 6 and the discharge-side tube sheet 7 in the oxidant supply chamber 18
Is fixed in the vicinity of. The cell tube 3 is supported at both ends of the cell tube 3 where there is no fuel cell thin film.

【0109】支持体A10−1及び支持体B10−2
(支持体10)のその他に関しては、実施例1と同様で
あるので説明を省略する。
Support A10-1 and Support B10-2
The other parts of the (support 10) are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

【0110】図4〜図7に示す本発明である燃料電池シ
ステムの第五の実施の形態の供給側シール部4及び排出
側シール部5は、実施例1〜実施例4と同様であるの
で、説明は省略する。ここで、供給側シール部4及び排
出側シール部5は、図4〜図7に示す全てのシール部
を、全ての組み合わせにおいて選択可能である。
The supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 of the fuel cell system according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIGS. 4 to 7 are the same as those in Examples 1 to 4. The description is omitted. Here, as the supply side seal part 4 and the discharge side seal part 5, all the seal parts shown in FIGS. 4 to 7 can be selected in all combinations.

【0111】では、本発明である燃料電池システムの第
五の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明す
る。図1を参照して、このような構成をなす燃料電池に
おいて、供給室8内に水素やメタンのような燃料ガス1
がガス供給口8−1から供給される。それと共に、セル
チューブ3の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤
ガス2が供給される。そうすると、燃料ガス1は、各セ
ルチューブ3に対してばらつきの無い流量で流入して、
基体管内を一方向に流れる。すなわち、セルチューブ3
の一端側(上端側)から他端側(下端側)へ向かって一
方向に流通する(ワンスルー)。そして、燃料ガス1と
酸化剤ガス2がセルチューブ3の燃料電池薄膜(図示せ
ず)で電気化学的に反応して電力を発生し、当該電力が
集電キャップ(供給側集電キャップ12など)を介して
外部に取出される。
Now, the operation of the fifth embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, in a fuel cell having such a configuration, a fuel gas 1 such as hydrogen or methane is provided in a supply chamber 8.
Is supplied from the gas supply port 8-1. At the same time, an oxidizing gas 2 such as oxygen or air is supplied along the outer peripheral surface of the cell tube 3. Then, the fuel gas 1 flows into each cell tube 3 at a uniform flow rate,
It flows in one direction in the base tube. That is, the cell tube 3
Flows in one direction from one end (upper end) to the other end (lower end) (one-through). Then, the fuel gas 1 and the oxidizing gas 2 electrochemically react with each other in the fuel cell thin film (not shown) of the cell tube 3 to generate electric power, and the electric power is generated by the current collecting cap (the supply-side current collecting cap 12 and the like). ).

【0112】発電に供された燃料ガス1の内、余った燃
料ガスである使用済みの燃料ガス1は、セルチューブ3
を通り抜けて排出室9に達する。そこで、他のセルチュ
ーブからの使用済み燃料ガス1とまとめられて、ガス排
出口9−1から外部に排出される。一方、発電に供され
た使用済みの酸化剤ガス2は、排出管を介して外部に送
出される。
Among the fuel gas 1 used for power generation, the used fuel gas 1 which is the surplus fuel gas is supplied to the cell tube 3.
To reach the discharge chamber 9. Then, the spent fuel gas 1 from another cell tube is collected and discharged from the gas discharge port 9-1 to the outside. On the other hand, the used oxidant gas 2 used for power generation is sent out through an exhaust pipe.

【0113】原則的に、図1に示すような、セルチュー
ブ3を一端部の供給側シール部4と他端部の排出側シー
ル部5でシールする場合には、供給側シール部4の水平
方向の位置に排出側シール部5が来るように設計されて
いる。しかし、燃料電池始動時又は停止時、あるいは、
何らかの原因でセルチューブ3の一端部周辺と他端部周
辺との間などで温度差が生じた場合や衝撃や振動が発生
した場合など、供給側シール部4の水平方向の位置から
排出側シール部5がずれることがありうる。しかしその
場合でも、可動支持体や薄い管板(金属板)により、上
下、前後左右、斜め上下方向の位置のずれを吸収するこ
とが可能であるので、セルチューブ3が損傷を受けるこ
とが無い。
In principle, as shown in FIG. 1, when the cell tube 3 is sealed with the supply-side seal portion 4 at one end and the discharge-side seal portion 5 at the other end, the horizontal position of the supply-side seal portion 4 It is designed such that the discharge side seal portion 5 comes to a position in the direction. However, when starting or stopping the fuel cell, or
In the case where a temperature difference is generated between the vicinity of one end of the cell tube 3 and the vicinity of the other end of the cell tube 3 for some reason, or when an impact or vibration occurs, the discharge side seal is moved from the horizontal position of the supply side seal 4. The part 5 may be shifted. However, even in this case, the movable tube and the thin tube plate (metal plate) can absorb the positional shift in the vertical and horizontal directions, and the oblique vertical direction, so that the cell tube 3 is not damaged. .

【0114】また、支持体A10−1と支持体B10−
2との二点支持なので、一点だけの支持の場合に比べ
て、各段に耐衝撃性が向上している。加えて、供給側シ
ール部4及び排出側シール部5の可動シール部を用いて
いるので、上下、前後左右、斜め上下方向の強い衝撃や
振動に対しても、可動シール部の可動部の緩衝性によ
り、それらを緩和、吸収することが出来る。すなわち、
構造的に強く、セルチューブ3が破損し難く、損傷を受
けることが無い。
The support A10-1 and the support B10-
Since two points are supported, the impact resistance is improved in each step as compared with the case where only one point is supported. In addition, since the movable seal portions of the supply-side seal portion 4 and the discharge-side seal portion 5 are used, the movable seal portion of the movable seal portion is buffered against strong shocks and vibrations in up and down, front and rear, left and right, and oblique vertical directions. Depending on the nature, they can be relaxed and absorbed. That is,
Structurally strong, the cell tube 3 is hard to break and is not damaged.

【0115】また、ガスは、一方向に流れるだけで良い
ので、案内管112(従来の技術の項及び図7参照)を
用いる必要が無く、セルチューブ3及びその周辺部分の
構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を
減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、
部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係
が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問
題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
Also, since the gas only needs to flow in one direction, there is no need to use the guide tube 112 (see the section of the prior art and FIG. 7), and the structure of the cell tube 3 and its peripheral portion is simplified. I can do it. That is, the number of parts can be reduced, which leads to cost reduction. in addition,
As the number of parts is reduced, the relationship between the parts is reduced, so that the degree of freedom in design and the problems such as breakage of the parts are reduced, and the reliability as a whole is also improved.

【0116】なお、実施例1〜実施例5においては、図
1の右側から左側へ、燃料ガス1が流れているが、逆方
向(左側から右側へ)に流れるようにしても、本発明を
実施することは可能である。そして、その効果も同等の
ものが得られる。
In the first to fifth embodiments, the fuel gas 1 flows from the right side to the left side in FIG. 1. However, the present invention is applicable to the case where the fuel gas 1 flows in the opposite direction (from the left side to the right side). It is possible to do it. The same effect can be obtained.

【0117】また、実施例1〜実施例5においては、支
持体A10−1及び支持体B10−2は、全て、断熱材
及び耐火材の組み合わせである。しかし、必ずしも両方
必要ではなく、熱的な設計に基づいて、断熱材又は耐火
材のいずれか一方だけで本発明を実施することは可能で
ある。
In Examples 1 to 5, the support A10-1 and the support B10-2 are all combinations of a heat insulating material and a refractory material. However, it is not necessary to use both, and it is possible to carry out the present invention with only one of the heat insulating material and the refractory material based on the thermal design.

【0118】[0118]

【発明の効果】本発明により、円筒型の燃料電池のガス
シール部分に負担がかからず、燃料電池にかかる力が支
持部の一点に集中せず、複数点の支持部の相対的な位置
がずれた場合でもセルチューブが破損しない、構造的に
強い燃料電池とすることが可能となる。
According to the present invention, a load is not applied to the gas seal portion of the cylindrical fuel cell, the force applied to the fuel cell does not concentrate on one point of the support portion, and the relative positions of the plurality of support portions are reduced. Even if the fuel cell is displaced, it is possible to provide a structurally strong fuel cell in which the cell tube is not damaged.

【0119】また、本発明により、円筒型の燃料電池に
おいて、燃料電池案内管が不要で、内部に流すガスを一
方向にのみ流通させて燃料電池部品点数を削減し、コス
トを低減及び信頼性を向上することが可能となる。
Further, according to the present invention, in the cylindrical fuel cell, the fuel cell guide tube is not required, and the gas flowing inside is circulated in only one direction to reduce the number of fuel cell parts, thereby reducing cost and reliability. Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明である燃料電池システムの第一〜第五の
実施の形態を示す構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram showing first to fifth embodiments of a fuel cell system according to the present invention.

【図2】本発明である燃料電池システムの第一〜第四の
実施の形態の支持部を示す構造図である。
FIG. 2 is a structural diagram showing a support part of the fuel cell system according to the first to fourth embodiments of the present invention.

【図3】(a)本発明である燃料電池システムの第五の
実施の形態の支持部を示す構造図である。 (b)本発明である燃料電池システムの第五の実施の形
態の支持部のハニカム支持体を示す構造図である。
FIG. 3 (a) is a structural view showing a support portion of a fuel cell system according to a fifth embodiment of the present invention. (B) It is a structural diagram showing a honeycomb support of a support portion of a fuel cell system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図4】(a)本発明である燃料電池システムの第一の
実施の形態の供給側シール部を示す構造図である。 (b)本発明である燃料電池システムの第一の実施の形
態の他の供給側シール部を示す構造図である。
FIG. 4A is a structural view showing a supply-side seal portion of the first embodiment of the fuel cell system according to the present invention. (B) It is a structural diagram showing another supply side seal portion of the first embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図5】(a)本発明である燃料電池システムの第二の
実施の形態の供給側シール部を示す構造図である。 (b)本発明である燃料電池システムの第二の実施の形
態の他の供給側シール部を示す構造図である。
FIG. 5 (a) is a structural view showing a supply side seal portion of a fuel cell system according to a second embodiment of the present invention. (B) It is a structural diagram showing another supply side seal portion of the fuel cell system according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明である燃料電池システムの第三の実施の
形態の供給側シール部を示す構造図である。
FIG. 6 is a structural diagram showing a supply-side seal portion of a third embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図7】(a)本発明である燃料電池システムの第四の
実施の形態の供給側シール部を示す構造図である。 (b)本発明である燃料電池システムの第四の実施の形
態の他の供給側シール部を示す構造図である。
FIG. 7A is a structural view showing a supply-side seal portion of a fuel cell system according to a fourth embodiment of the present invention. (B) It is a structural diagram showing another supply side seal portion of the fourth embodiment of the fuel cell system according to the present invention.

【図8】従来の技術の実施の形態を示す構造図である。FIG. 8 is a structural diagram showing an embodiment of a conventional technique.

【図9】従来の技術の実施の形態の供給支持部及び排出
支持部を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a supply support unit and a discharge support unit according to an embodiment of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料ガス 2 酸化剤ガス 3 セルチューブ 4 供給側シール部 5 排出側シール部 6 供給側管板 6−1 シール部 6−2 保持部 7 排出側管板 8 供給室 8−1 ガス供給口 9 排出室 9−1 ガス排出口 10 支持体 10−1 支持体A 10−1a 耐火材 10−1b 断熱材 10−2 支持体B 10−2a 耐火材 10−2b 断熱材 10a 耐火材 10b 断熱材 10c セル支持部 10d ハニカムセル支持部 10e スペーサ 10f ハニカム枠 11 可動シール部A 11a−1 シール部 11a−2 保持部 11 可動シール部B 11b−1 シール部 11b−2 保持部 11 可動シール部C 11c−1 チューブ側取付部 11c−2 可動部 11c−3 管板側取付部 11 可動シール部D 11d−1 シール部 11d−2 保持部 11 可動シール部E 11e−1 シール部 11e−2 保持部 12 供給側集電キャップ 13 供給側シールリング 14 充填材 18 酸化剤供給室 20 燃料電池 110 ヘッダ 110a 仕切板 110b 排出室 110c 供給室 110d 底板 111 セルチューブ 112 案内管 113 集電キャップ 114 シールキャップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel gas 2 Oxidant gas 3 Cell tube 4 Supply-side seal part 5 Discharge-side seal part 6 Supply-side tube plate 6-1 Seal part 6-2 Holding part 7 Discharge-side tube plate 8 Supply chamber 8-1 Gas supply port 9 Exhaust chamber 9-1 Gas exhaust port 10 Support 10-1 Support A 10-1a Fireproof material 10-1b Insulation material 10-2 Support material B 10-2a Fireproof material 10-2b Heat insulation material 10a Fireproof material 10b Heat insulation material 10c Cell support section 10d Honeycomb cell support section 10e Spacer 10f Honeycomb frame 11 Movable seal section A 11a-1 Seal section 11a-2 Hold section 11 Movable seal section B 11b-1 Seal section 11b-2 Hold section 11 Movable seal section C 11c- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tube side mounting part 11c-2 Movable part 11c-3 Tube sheet side mounting part 11 Movable seal part D 11d-1 Seal part 11d-2 Holding part 11 Movable part Seal part 11e-2 Seal part 11e-2 Holding part 12 Supply side current collecting cap 13 Supply side seal ring 14 Filler 18 Oxidant supply chamber 20 Fuel cell 110 Header 110a Partition plate 110b Discharge chamber 110c Supply chamber 110d Bottom plate 111 Cell tube 112 Guide tube 113 Current collecting cap 114 Seal cap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 好章 長崎県長崎市深堀町五丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 橋本 彰 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 久留 長生 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 永田 勝巳 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 (72)発明者 池田 浩二 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Fターム(参考) 5H026 AA02 CC06 CV02 CX06 CX08 EE02 EE12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiaki Inoue 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-city, Nagasaki Prefecture Inside the Nagasaki Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Akira Hashimoto No. 1, Akunouracho, Nagasaki-city, Nagasaki No. 1 In Nagasaki Shipyard, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Nagao Kurume, Inventor 1-1, Akunouracho, Nagasaki-shi, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd., Nagasaki Shipyard (72) Inventor Katsumi Nagata, No. 1, Akunoura-cho, Nagasaki, Nagasaki Prefecture 1 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard (72) Inventor Koji Ikeda 1-1, Akunouramachi, Nagasaki, Nagasaki Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard F-term (reference) 5H026 AA02 CC06 CV02 CX06 CX08 EE02 EE12

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】容器内に設けられ、第一のガスを供給する
第一の供給室と、 前記容器内に前記第一の供給室から離れて設けられ、前
記第一のガスを排出する排出室と、 前記容器内に前記第一の供給室と前記排出室との間に隔
離されて設けられ、第二のガスを供給する第二の供給室
と、 基体管の表面に燃料電池セルを形成した燃料電池セル管
と、 前記第一の供給室と前記排出室との間で前記第一の供給
室の近くに設けられ、前記燃料電池セル管を支持する第
一の支持体と、 前記第一の供給室と前記排出室との間で前記排出室の近
くに設けられ、前記燃料電池セル管を支持する第二の支
持体と、 を具備し、 前記燃料電池セル管の一端部は、前記第一の供給室に開
放されて接合され、 前記燃料電池セル管の他端部は、前記排出室に開放され
て接合され、 前記燃料電池セル管の発電部分は、前記第二の供給室に
含まれ、 前記第一の支持体及び前記第二の支持体は、前記容器内
に固定されている、 燃料電池システム。
1. A first supply chamber provided in a container and supplying a first gas, and a discharge provided in the container at a distance from the first supply chamber and discharging the first gas. Chamber, a second supply chamber that is provided in the container and is isolated between the first supply chamber and the discharge chamber, and supplies a second gas, and a fuel cell on the surface of the base tube. A formed fuel cell tube, a first support provided between the first supply chamber and the discharge chamber near the first supply chamber, and supporting the fuel cell tube; A second support member provided between the first supply chamber and the discharge chamber near the discharge chamber and supporting the fuel cell tube; and one end of the fuel cell tube is The other end of the fuel cell tube is opened to and joined to the first supply chamber, and the other end of the fuel cell tube is opened to and joined to the discharge chamber. Is, the power generation portion of the fuel cell tube, wherein the second included in the supply chamber, said first support and said second support member is fixed to the container, the fuel cell system.
【請求項2】前記第一の供給室は、前記第一のガスを供
給するガス供給口を具備し、 前記排出室は、前記第一のガスを排出するガス排出口を
具備し、 前記第一のガスは、前記ガス供給口から前記第一の供給
室に供給され、前記燃料電池セル管を通過し、前記排出
室に入り、前記ガス排出口から排出される、 請求項1に記載の燃料電池システム。
2. The first supply chamber has a gas supply port for supplying the first gas; the discharge chamber has a gas discharge port for discharging the first gas; The gas according to claim 1, wherein one gas is supplied to the first supply chamber from the gas supply port, passes through the fuel cell tube, enters the discharge chamber, and is discharged from the gas discharge port. Fuel cell system.
【請求項3】前記第一のガスは燃料ガスであり、前記燃
料電池セル管の内側に供給され、 前記第二のガスは酸化剤ガスであり、前記燃料電池セル
管の外側に供給され、 前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスにより、前記燃料電池
セル管で発電を行なう、 請求項1又は2に記載の燃料電池システム。
3. The fuel cell according to claim 1, wherein the first gas is a fuel gas, and is supplied inside the fuel cell tube. The second gas is an oxidizing gas, and is supplied outside the fuel cell tube. 3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the fuel gas and the oxidizing gas generate power in the fuel cell tube. 4.
【請求項4】前記第一の支持体又は前記第二の支持体
は、断熱材を含む、 請求項1乃至3に記載の燃料電池システム。
4. The fuel cell system according to claim 1, wherein the first support or the second support includes a heat insulating material.
【請求項5】前記第一の支持体又は前記第二の支持体
は、耐火材を含む、 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池システ
ム。
5. The fuel cell system according to claim 1, wherein the first support or the second support includes a refractory material.
【請求項6】前記第一の支持体又は前記第二の支持体
は、ハニカム構造を有する、 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の燃料電池システ
ム。
6. The fuel cell system according to claim 1, wherein the first support or the second support has a honeycomb structure.
【請求項7】前記燃料電池セル管と前記第一の供給室と
の接合部又は前記燃料電池セル管と前記排出室との接合
部のうち少なくとも一つには、ベローズを用いる、 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の燃料電池システ
ム。
7. A bellows is used for at least one of a joint between the fuel cell tube and the first supply chamber or a joint between the fuel cell tube and the discharge chamber. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】前記燃料電池セル管と前記第一の供給室と
の接合部又は前記燃料電池セル管と前記排出室との接合
部のうち少なくとも一つには、金属板を用いる、 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の燃料電池システ
ム。
8. A metal plate is used for at least one of a joint between the fuel cell tube and the first supply chamber or a joint between the fuel cell tube and the discharge chamber. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6.
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