JP2003272661A

JP2003272661A - セル装置及び燃料電池

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Publication number: JP2003272661A
Application number: JP2002076908A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ono; 孝小野; Akira Okaji; 彰小梶
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-09-26
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: JP3764693B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で製造が容易なセル装置及び燃料電
池を提供する。【解決手段】軸長方向にガス通過可能な燃料側電極３３
ａの表面に、固体電解質３３ｂ、酸素側電極３３ｃを順
次形成してなる燃料電池セル３３と、一端部が燃料電池
セル３３の軸長方向端部に取り付けられ、他端部が燃料
ガスタンク４５に取り付けられるとともに、ガスを燃料
ガスタンク４５から燃料電池セル３３の燃料側電極３３
ａに供給する取付治具５３とを具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セル装置及び燃料
電池に関するものである。

【０００２】

【従来技術】次世代エネルギーとして、近年、固体電解
質型燃料電池セルを収納容器内に複数収容した燃料電池
が種々提案されている。固体電解質型燃料電池セルは、
例えば、酸素側電極の表面に固体電解質、燃料側電極を
順次形成して構成されており、燃料側電極側に燃料（水
素）を流し、酸素側電極側に空気（酸素）を流して６０
０〜１０００℃程度で発電される。

【０００３】固体電解質型燃料電池セルは、上記したよ
うに、２種のガスを用い、しかも高温に曝されるため、
高温においてもガスが漏出しないように、燃料ガスの供
給管やセルにおけるシール性について種々の改良がなさ
れている。例えば、特開平８−２８７９４０号公報に
は、収納容器内のガスタンクに燃料供給パイプを気密に
接続する構造が開示されており、燃料ガスを、燃料電池
セル内に燃料供給パイプにより供給することになる。燃
料電池セルは、一般に収納容器内に配置された隔壁に支
持固定されている。

【０００４】また、燃料電池セルのガス通過孔にガスを
通過させる方法として、特開平６−３４９５１４号に
は、軸長方向にガス通過孔を有する燃料電池セルの両端
部が、収納容器内に所定間隔をおいて配置された一対の
隔壁にガラス等により接合された燃料電池が開示されて
おり、この燃料電池では、一方の隔壁がガスタンク壁と
され、ガス供給管を用いることなく、ガスタンクのガス
を燃料電池セルのガス通過孔に供給できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平８−２８７９４０号公報に開示された燃料電池
では、燃料供給パイプをガスタンクにガス封止した状態
で接続するとともに、燃料電池セル自体も隔壁に固定す
る必要があり、ガス供給法が複雑であり、燃料電池自体
が複雑化し、製造工程が多いという問題があった。

【０００６】また、特開平６−３４９５１４号公報に開
示された燃料電池では、燃料電池セルの両端部を隔壁に
固定する必要があり、燃料電池が複雑化し、製造工程が
多いという問題があった。

【０００７】本発明は、簡単な構造で製造が容易なセル
装置及び燃料電池を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のセル装置は、軸
長方向にガス通過可能な内側電極の表面に、固体電解
質、外側電極を順次形成してなる燃料電池セルと、一端
部が前記燃料電池セルの軸長方向端部に取り付けられ、
他端部がガスタンクに取り付けられるとともに、ガスを
前記ガスタンクから前記燃料電池セルの内側電極に供給
する取付治具とを具備するものである。

【０００９】本発明の燃料電池は、収納容器内に、上記
した複数のセル装置と、前記複数のセル装置にガスを供
給するためのガスタンクとを収納してなるとともに、前
記セル装置の取付治具を前記ガスタンクに取り付け、前
記複数のセル装置を前記ガスタンクにそれぞれ立設して
なることを特徴とする。

【００１０】本発明の燃料電池では、燃料電池セルを取
付治具を介してガスタンクに直接取り付けるため、従来
のような燃料電池セルの内側電極にガスを供給するため
の燃料供給パイプを不要とすることができ、ガス封止す
る個所を減少できる。

【００１１】また、燃料電池セルは取付治具を介してガ
スタンクに立設しているため、何ら支持されることなく
ガスタンクに立設することができ、しかも上記したよう
に燃料供給パイプが不要であり、ガス封止個所を減少で
きるため、燃料電池の構造を簡略化でき、製造が容易と
なる。

【００１２】さらに、燃料電池セルは、ガスタンクに機
械的な方法で取り付けられるため、ガス封止信頼性を向
上できる。

【００１３】本発明の燃料電池では、取付治具は、燃料
電池セルの軸長方向端部に取り付けられたセル端部側取
付治具と、両端部が前記セル端部側取付治具及びガスタ
ンクにそれぞれ取り付けられる中空の連結部材とを具備
することが望ましい。

【００１４】ここで、連結部材の両端部には向きが逆の
ねじ部が形成されており、前記連結部材の両端部がセル
端部側取付治具及びガスタンクにそれぞれ螺着している
場合、燃料電池セルの端部にセル端部側取付治具を取り
付け、このセル端部側取付治具とガスタンクに形成され
たねじ部に、連結部材の両端部のねじ部を螺合し、燃料
電池セルを回転させることなく、連結部材を一方方向に
回転させることにより、燃料電池セルをガスタンクに螺
着することができる。

【００１５】また、セル端部側取付治具はガスタンクに
当接しており、一端部が前記セル端部側取付治具に取り
付けられた連結部材の他端部をナットでガスタンクに螺
着することにより、燃料電池セルを回転させることな
く、ガスタンクに螺着することができる。

【００１６】これにより、例えば扁平状の燃料電池セル
をガスタンクに立設する場合であっても、燃料電池セル
を回転させることなくガスタンクに螺着することができ
るため、燃料電池セル間の間隔を狭めることができ、複
数の燃料電池セルが占める容積を小さくすることがで
き、コンパクトな燃料電池を作製できる。また、扁平状
の燃料電池セルを用いることにより、所定量発電するた
めの容積を小さくできるため、よりコンパクトな燃料電
池を得ることができる。

【００１７】また、燃料電池セルのガスタンク側におけ
る内側電極端に、該内側電極のガス通過孔及びセル端部
側取付治具に取り付けられた連結部材の貫通孔が開口
し、前記ガスタンクからのガスが一旦収容されるガス収
容空間が設けられていることが望ましい。ガスタンクの
ガスは連結部材の貫通孔を介してガス収容空間に一旦収
容され、このガス収容空間から内側電極のガス通過孔に
流入するため、燃料電池セルの内側電極に複数のガス通
過孔が形成されていたとしても、連結部材の貫通孔を介
して燃料電池セルの複数のガス通過孔にガスを確実に供
給できる。

【００１８】また、本発明の燃料電池は、セル装置に
は、固体電解質、外側電極が形成されていない内側電極
表面に形成され、隣設するセル装置の外側電極側に向け
て露出するインターコネクタが設けられ、該インターコ
ネクタと前記隣設するセル装置の外側電極との間には集
電部材が設けられていることを特徴とする。

【００１９】このような燃料電池では、上記したよう
に、燃料電池セル間を狭めることができることから、イ
ンターコネクタと隣設する燃料電池セルの外側電極との
距離を狭めることができ、この間に配置される集電部材
の厚みを小さくでき、これにより集電部材における電位
降下を小さくでき、発電性能を向上できる。

【００２０】さらに、本発明の燃料電池は、複数のガス
タンクにそれぞれ複数のセル装置を立設するとともに、
一方のガスタンクに立設しているセル装置が、他方のガ
スタンクに立設しているセル装置間に位置していること
を特徴とする。

【００２１】このような燃料電池では、一方のガスタン
クに立設するセル装置の間に、他方のガスタンクに立設
するセル装置を配置させることができ、複数のガス装置
が占める容積を小さくでき、コンパクトな燃料電池を作
製できる。

【００２２】ここで、セル装置の軸長方向端から吹き出
したガスと、セル装置外部に供給されるガスを反応させ
て燃焼させ、一方のガスタンクに立設しているセル装置
先端近傍の燃焼ガスにより、他方のガスタンクに立設し
ているセル装置を加熱することが望ましい。

【００２３】このような燃料電池セルでは、例えば、起
動時や定常運転時においては発電可能な温度まで加熱
し、維持する必要があるが、一方のガスタンクに立設し
ているセル装置の軸長方向端近傍の燃焼ガスにより、他
方のガスタンクに立設しているセル装置を加熱するた
め、起動時には燃料電池セルを急速に加熱することがで
き、また、定常運転時には燃料電池セル温度を一定に保
持することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料電池の一形
態を示すもので、符号３１は断熱構造を有する収納容器
を示している。この収納容器３１の内部には、複数の燃
料電池セル３３と、これらの燃料電池セル３３の上方に
形成された燃焼室３７と、この燃焼室３７を挿通する酸
素含有ガス供給管３９と、燃焼室３７の上方に設けられ
た熱交換部４１とが設けられている。

【００２５】収納容器３１は、耐熱性金属からなる枠体
３１ａと、この枠体３１ａの内面に設けられた断熱材３
１ｂとから構成されている。

【００２６】収納容器３１内の燃料電池セル３３は、図
２に示すように、３列に整列しており、隣設した２列の
最外部の燃料電池セル３３の電極同士が導電部材４１で
接続され、これにより３列に整列した複数の燃料電池セ
ル３３が電気的に直列に接続している。尚、図１では４
列に整列した状態を記載した。

【００２７】具体的に説明すると、燃料電池セル３３は
断面が扁平状で、全体的に見て楕円柱状であり、その内
部には複数の燃料ガス通過孔３４が形成されている。こ
の燃料電池セル３３は、断面が扁平状で、全体的に見て
楕円柱状の多孔質な金属を主成分とする燃料側電極（内
側電極）３３ａの外面に、緻密質な固体電解質３３ｂ、
多孔質な導電性セラミックスからなる酸素側電極（外側
電極）３３ｃを順次積層し、酸素側電極３３ｃと反対側
の燃料側電極３３ａの外面にインターコネクタ３３ｄを
形成して構成されており、燃料側電極３３ａが支持体と
なっている。

【００２８】即ち、燃料電池セル３３は、断面形状が、
幅方向両端に設けられた弧状部と、これらの弧状部を連
結する一対の平坦部とから構成されており、一対の平坦
部は平坦であり、ほぼ平行に形成されている。これらの
一対の平坦部は、燃料側電極３３ａの平坦部にインター
コネクタ３３ｄ、又は固体電解質３３ｂ、酸素側電極３
３ｃを形成して構成されている。

【００２９】一方の燃料電池セル３３と他方の燃料電池
セル３３との間には板状集電部材４３が介在され、一方
の燃料電池セル３３の燃料側電極３３ａを、該燃料側電
極３３ａに設けられたインターコネクタ３３ｄ、集電部
材４３を介して他方の燃料電池セル３３の酸素側電極３
３ｃに電気的に接続されている。

【００３０】板状集電部材４３は、矩形状板の一端部に
複数のスリットを略平行に形成し、図３に示すように、
スリット間の集電片４３ａを板状集電部材４３の両側に
交互に突出させ、基部４３ｂの一端部に複数の集電片４
３ａが形成された櫛歯形状とされ、複数の集電片４３ａ
が対向する燃料電池セル３３の外面にそれぞれ当接して
いる。尚、図２では板状集電部材４３は簡略化して記載
した。

【００３１】即ち、集電片４３ａは、対向する燃料電池
セル３３の平坦部であるインターコネクタ３３ｄと、酸
素側電極３３ｃ間に配置され、燃料電池セル３３同士が
直列に接続されている。燃料電池セル３３の平坦部に集
電片４３ａが確実に当接するため、電気的接続を確実に
行うことができる。また、複数の集電片４３ａはＡｇペ
ーストにより燃料電池セル３３に接合している。このＡ
ｇペーストは発電時に焼き付けられ、集電片４３ａが燃
料電池セル３３のインターコネクタ３３ｄ、又は酸素側
電極３３ｃに接合し、これにより、集電片４３ａと燃料
電池セル３３との電気的接続を十分にとることができ
る。

【００３２】これらの板状集電部材４３は、対向する燃
料電池セル３３間に複数配置されており、対向する燃料
電池セル３３間に基部４３ｂから挿入され、基部４３ｂ
が下に位置している。これらの板状集電部材４３は、導
電性を有するステンレスの表面をＡｇからなる耐酸化性
物質で被覆して構成されている。

【００３３】対向する燃料電池セル３３間には、図４に
示す板状集電部材４４を介在せしめても良い。図４に示
す板状集電部材４４は、複数のスリットを略平行に形成
して形成された集電片４４ａ群を、長さ方向に所定間隔
を置いて形成して構成され、基部４４ｂと集電片４４ａ
が交互に形成されている。図４に示すような板状集電部
材４４では、図３の板状集電部材４３よりも燃料電池セ
ル間への配置を簡単に行うことができる。尚、一般的に
用いられるフェルト状の集電部材でも良いが、集電特性
向上という点から、図３及び図４に示す板状集電部材４
３、４４が望ましい。

【００３４】燃料電池セル３３の下方には、図１に示し
たように、燃料ガスを燃料電池セル３３に供給するため
の燃料ガスタンク４５が設けられ、この燃料ガスタンク
４５には、外部から燃料ガスを燃料ガスタンク４５に供
給するための燃料ガス供給管５１が接続されている。

【００３５】燃料ガスタンク４５には、図１、図３乃至
図５に示すように、燃料電池セル３３の下端部（軸長方
向端部）が取付治具５３により取り付けられており、こ
れにより、燃料電池セル３３が燃料ガスタンク４５にそ
れぞれ立設している。燃料電池セル３３と取付治具５３
によりセル装置が構成されている。

【００３６】即ち、取付治具５３は、燃料電池セル３３
の端部に取り付けられたセル端部側取付治具５３ａと、
両端部がセル端部側取付治具５３ａ及び燃料ガスタンク
４５にそれぞれ螺着する中空の連結部材５３ｂとから構
成されており、連結部材５３ｂの両端部には向きが逆の
ねじ部が形成され、連結部材５３ｂを一方側に回転させ
ると、両端部がセル端部側取付治具５３ａ及び燃料ガス
タンク４５にそれぞれ螺着するように形成されている。

【００３７】セル端部側取付治具５３ａには、図５に示
したように、凹部５３ａ１が形成されており、この凹部
５３ａ１に燃料電池セル３３のガス通過方向の端部が挿
入され、気密性を確保するため、凹部５３ａ１と燃料電
池セル３３との間にはガラス等のシール材が介在されて
いる。

【００３８】この凹部５３ａ１の底面には、燃料電池セ
ル３３の端面との間にガス収容空間Ｓを形成するため、
凹部５３ａ２が形成されており、この凹部５３ａ２内
に、燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３４が開口して
いる。また、ガス収容空間Ｓには、連結部材５３ｂに形
成された貫通孔５３ｂ１が開口しており、燃料ガスタン
ク４５と燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３４に連通
するように構成されている。このように燃料電池セル３
３の端面との間にガス収容空間Ｓを形成することによ
り、燃料ガス通過孔３４に確実にかつ均一に燃料ガスを
供給することができる。

【００３９】また、図１に示したように、燃焼室３７を
挿通する酸素含有ガス供給管３９は、その先端部が燃料
電池セル３３間に位置している。発電で用いられなかっ
た余剰の酸素含有ガスは、燃料電池セル３３間を通って
燃料電池セル３３の上方に流れ、発電で用いられなかっ
た余剰の燃料ガスは、燃料電池セル３３の燃料ガス通過
孔３４を通って燃料電池セル３３の上方から吹き出し、
燃料電池セル３３の上端（軸長方向端部）近傍におい
て、燃料ガスと酸素含有ガスが反応して燃焼するように
構成されている。

【００４０】熱交換部４１は、熱交換器４１ａと酸素含
有ガス収容室４１ｂとから構成されている。

【００４１】熱交換器４１ａは、図６に示すように、平
板６１と波板６３を交互に積層したプレートフィン型構
造とされており、酸素含有ガス収容室４１ｂと連通する
通路を形成する波板６３ａは、図６（ｂ）に示すように
形成され、また、燃焼ガスの排出用の通路を形成する波
板６３ｂは、図６（ｃ）に示すように形成されている。

【００４２】燃焼ガスは、図１に一点鎖線で示したよう
に熱交換器４１ａの下部側面から導入され、熱交換器４
１ａの上方へ排出され、一方、酸素含有ガスは、図１に
破線で示したように熱交換器４１ａの上部側面から導入
され、熱交換器４１ａの下方へ導かれ、酸素含有ガス収
容室４１ｂ内に導入される。

【００４３】酸素含有ガス収容室４１ｂは、図７に示す
ように、熱交換器４１ａの酸素含有ガスが導入される側
の端面、即ち燃料電池セル３３側端面に設けられてお
り、波板６３ａの各通路を通過した酸素含有ガスが一旦
収容されるようになっている。

【００４４】酸素含有ガス収容室４１ｂには、複数の酸
素含有ガス供給管３９の一端が開口し、連通している。

【００４５】また、図１に示したように、酸素含有ガス
収容室４１ｂの側面と断熱材３１ｂとの間、即ち酸素含
有ガス収容室４１ｂの周囲は、燃焼室３７中の燃焼ガス
を熱交換器４１ａに導入する燃焼ガス導入口７１とされ
ている。この燃焼ガス導入口７１を介して燃焼ガスが熱
交換器４１ａの波板６３ｂの通路へ導出される。

【００４６】以上のように構成された燃料電池では、外
部からの酸素含有ガス（例えば空気）を酸素含有ガス管
７３を介して熱交換器４１ａに導入し、酸素含有ガス収
容室４１ｂに導入し、酸素含有ガス供給管３９を介して
燃料電池セル３３間に噴出させるとともに、燃料ガス
（例えば水素）を燃料ガス供給管５１を介して燃料ガス
タンク４５に一旦収容し、連結部材５３ｂの貫通孔５３
ｂ１、セル端部側取付治具５３ａのガス収容空間Ｓを介
して、燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３４内に供給
し発電させる。

【００４７】発電に用いられなかった余剰の燃料ガスは
燃料ガス通過孔３４の上端から燃焼室３７内に噴出し、
発電に用いれらなかった余剰の酸素含有ガスは燃料電池
セル３３間を通って燃焼室３７内に流れ、余剰の燃料ガ
スと余剰の酸素含有ガスを反応させて燃焼させ、燃焼ガ
スを発生させ、この燃焼ガスが燃焼ガス導入口７１を介
して熱交換器４１ａに導出され、熱交換器４１ａの上端
から排出される。

【００４８】そして、本発明の燃料電池では、燃料電池
セル３３が、取付治具５３を介してガスタンク４５に機
械的に直接取り付けられるため、燃料電池セル３３の下
端部をガスタンク４５に強固に固定できるとともに、従
来のように燃料電池セルの内側電極にガスを供給するた
めの燃料供給パイプを不要とすることができ、ガス封止
する個所を減少できる。

【００４９】また、燃料電池セル３３は取付治具５３を
介してガスタンク４５に立設しているため、何ら支持さ
れることなくガスタンク４５に立設しており、しかも上
記したように燃料供給パイプが不要であり、ガス封止個
所を減少できるため、燃料電池の構造を簡略化でき、製
造が容易となる。尚、多少、構造は複雑となるが、燃料
電池セル３３の上部を支持する支持板を設けても良い。

【００５０】また、取付治具５３の連結部材５３ｂの両
端部に向きが逆のねじ部を形成したので、連結部材の両
端部のねじ部を、セル端部側取付治具５３ａの雌ねじ部
と燃料ガスタンク４５の雌ねじ部に螺合し、燃料電池セ
ル３３を回転させることなく、連結部材５３ｂを一方方
向に回転させることにより、燃料電池セル３３をガスタ
ンク４５に螺着することができる。これにより、扁平状
の燃料電池セル３３を回転させることなくガスタンク４
５に螺着することができるため、燃料電池セル３３間の
間隔を狭めることができ、所定発電量に得るための複数
の燃料電池セル３３が占める容積を小さくすることがで
き、コンパクトな燃料電池を作製できる。

【００５１】さらに、板状集電部材４３のバネ性を有す
る集電片４３ａにより燃料電池セル３３間を機械的に接
続しているため、燃料電池セル３３とは面接触となり、
従来のようなフェルト状の集電部材よりも燃料電池セル
３３に当接する面積が大きくなり、集電特性を向上でき
る。また、集電片４３ａは板状であるため弾性力も大き
く、振動等が生じたとしても燃料電池セル３３との十分
な接触を長期間確保できる。

【００５２】さらに、集電片４３ａは板状であるため、
収納容器３１内が高温となった場合でも、従来のフェル
ト状の集電部材よりも焼結しにくく、また、燃料電池セ
ル３３との十分な接触を長期間確保できる。さらに、集
電部材４３が板状であるため、一方の燃料電池セル３３
のインターコネクタ３３ｄと他方の燃料電池セル３３の
酸素側電極３３ｃとの間に板状集電部材４３を介装する
際にも、一方の燃料電池セル３３と他方の燃料電池セル
３３の酸素側電極３３ｃ同士の導通を確実に防止でき
る。

【００５３】また、発電に寄与しなかった余剰の燃料ガ
スと酸素含有ガスが燃焼室３７内に導入され、この燃焼
室３７中で反応して燃焼し、この燃焼ガス及び外部の酸
素含有ガスを熱交換器４１ａに導入し、この熱交換器４
１ａで燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で熱交換させ、起
動時に酸素含有ガスを予熱することができ、また、酸素
含有ガス供給管３９が燃焼室３７を挿通することによ
り、燃焼ガスにより酸素含有ガス供給管３９内の酸素含
有ガスをさらに加熱することができるため、加熱した酸
素含有ガスにより燃料電池セル３３を間接的に加熱して
実質的に発電するまでの起動時間を短縮できる。

【００５４】さらに、燃料電池セル３３の上部に燃焼室
３７、酸素含有ガス収容室４１ｂ、熱交換器４１ａが隣
接して形成されているため、燃焼室３７で燃焼した高温
の燃焼ガスを、配管等を用いることなく熱交換器４１ａ
に直接導入でき、簡単な構造で酸素含有ガスの予熱効率
を大きくできる。

【００５５】また、収納容器３１内で、燃焼ガスと酸素
含有ガスとを熱交換できるため、酸素含有ガスの予熱を
行うためのバーナーを収納容器３１内に別途設ける必要
がなく、小型にでき、しかも燃焼ガスを有効利用でき
る。

【００５６】さらに、熱交換器４１ａに酸素含有ガス収
容室４１ｂを設けたので、熱交換器４１ａと酸素含有ガ
ス供給管３９との接続を酸素含有ガス収容室４１ｂを介
して行うことができ、熱交換器４１ａからの酸素含有ガ
スを発電室４９内に確実に供給できる。

【００５７】尚、本発明は上記形態に限定されるもので
はなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可
能である。例えば、上記形態では、図２に示したような
扁平状で複数の燃料ガス通過孔３４を有する燃料電池セ
ル３３を用いて説明したが、燃料電池セルは円筒状で、
燃料ガス通過孔が一つであっても良く、燃料電池セルの
形状、燃料ガス通過孔数は特に限定されるものではな
い。

【００５８】また、熱交換器４１ａとしてプレートフィ
ン型を用いたが、本発明ではこれに限定されるものでは
なく、それ以外の熱交換器を用いても良いことは勿論で
ある。

【００５９】さらに、上記例では、燃料電池セル３３を
直列に接続した例について説明したが、並列接続しても
良いことは勿論である。また、燃料側電極３３ａを内側
電極としたが、酸素側電極を内側電極としても良い。さ
らにガスタンクをセル列毎に設けても良い。

【００６０】図８は、本発明の燃料電池の他の形態を示
すもので、この燃料電池では、セル端部側取付治具５３
ａに連結部材５３ｂの一端部が螺着しており、他端部が
ガスタンク４５の天板に形成された貫通孔を挿通し、挿
通した連結部材５３ｂの他端部にナット７５が螺合し、
これにより、セル端部側取付治具５３ａの底面がガスタ
ンク４５の上面に当接した状態で固定されている。

【００６１】このような燃料電池では、上記と同様の作
用効果を有するとともに、セル端部側取付治具５３ａの
底面がガスタンク４５の上面に当接しているため、燃料
電池セル３３をガスタンク４５に安定して立設すること
ができる。

【００６２】図９は、本発明の燃料電池のさらに他の形
態を示すもので、この燃料電池では、一対の燃料ガスタ
ンク７７が対向して設けられ、それぞれの燃料ガスタン
ク７５には燃料電池セル３３が取付治具５３により、ガ
スタンク７７間に向けて立設されている。即ち、一方の
ガスタンク７７に立設している燃料電池セル３３が、他
方のガスタンク７７に立設している燃料電池セル３３間
に位置している。

【００６３】そして、燃料電池セル３３の軸長方向端か
ら吹き出した余剰の燃料ガスと、燃料電池セル３３外部
の余剰の酸素含有ガスを反応させて燃焼させ、一方のガ
スタンク７７に立設している燃料電池セル３３の先端近
傍の燃焼ガスにより、他方のガスタンク７７に立設して
いる燃料電池セル３３を加熱できるように構成されてい
る。

【００６４】このような燃料電池では、一方のガスタン
ク７７に立設する燃料電池セル３３間に、他方のガスタ
ンク７７に立設する燃料電池セル３３を配置することが
でき、燃料電池セル３３が占める容積を小さくでき、コ
ンパクトな燃料電池を作製できるとともに、起動時や定
常運転時において、一方のガスタンク７７に立設してい
る燃料電池セル３３の先端近傍の燃焼ガスにより、他方
のガスタンク７７に立設している燃料電池セル３３を加
熱し、起動時には燃料電池セル３３を急速に加熱するこ
とができ、また、定常運転時には燃料電池セル温度を一
定に保持することができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明では、収納容器内に、複数のセル
装置と、複数のセル装置にガスを供給するためのガスタ
ンクとを収納し、セル装置の取付治具をガスタンクに取
り付け、複数のセル装置をガスタンクにそれぞれ立設し
て燃料電池を構成することができ、これにより、燃料電
池セルを取付治具を介してガスタンクに直接、かつ機械
的に取り付けることができ、従来のような燃料供給パイ
プを不要とすることができ、ガス封止する個所を減少で
きるとともに、燃料電池セルは取付治具を介してガスタ
ンクに立設しているため、何ら支持されることなくガス
タンクに立設しており、しかも上記したように燃料供給
パイプが不要であり、ガス封止個所を減少できるため、
燃料電池の構造を簡略化でき、製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の燃料電池を示す説明図である。

【図２】図１のセルスタックを示す横断面図である。

【図３】（ａ）は基部の一端部に複数の集電片が形成さ
れた櫛歯形状の板状集電部材を用いて、燃料電池セルを
接続した状態を示す側面図、（ｂ）は板状集電体を示す
斜視図である。

【図４】（ａ）は複数の集電片群を長さ方向に所定間隔
を置いて形成して構成した板状集電部材を用いて、燃料
電池セルを接続した状態を示す側面図、（ｂ）は板状集
電体を示す斜視図である。

【図５】取付治具及びその近傍を示すもので、（ａ）は
斜視図、（ｂ）は断面図である。

【図６】図１の熱交換器の概念を説明するための図であ
り、（ａ）は熱交換器の斜視図、（ｂ）は酸素含有ガス
の通路を形成するための波板を示す斜視図、（ｃ）は燃
焼ガスの通路を形成するための波板を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明の熱交換部を説明するための斜視図であ
る。

【図８】本発明の燃料電池の他の形態を示す斜視図であ
る。

【図９】本発明の燃料電池のさらに他の形態を示す斜視
図である。

【符号の説明】

３１・・・収納容器３３・・・燃料電池セル３３ａ・・・燃料側電極（内側電極）３３ｂ・・・固体電解質３３ｃ・・・酸素側電極（外側電極）３３ｄ・・・インターコネクタ４３、４４・・・板状集電部材４５、７７・・・ガスタンク５３・・・取付治具５３ａ・・・セル端部側取付治具５３ｂ・・・連結部材７５・・・ナットＳ・・・ガス収容空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸長方向にガス通過可能な内側電極の表面
に、固体電解質、外側電極を順次形成してなる燃料電池
セルと、一端部が前記燃料電池セルの軸長方向端部に取
り付けられ、他端部がガスタンクに取り付けられるとと
もに、ガスを前記ガスタンクから前記燃料電池セルの内
側電極に供給する取付治具とを具備することを特徴とす
るセル装置。
【請求項２】収納容器内に、請求項１記載の複数のセル
装置と、前記複数のセル装置にガスを供給するためのガ
スタンクとを収納してなるとともに、前記セル装置の取
付治具を前記ガスタンクに取り付け、前記複数のセル装
置を前記ガスタンクにそれぞれ立設してなることを特徴
とする燃料電池。
【請求項３】取付治具は、燃料電池セルの軸長方向端部
に取り付けられたセル端部側取付治具と、両端部が前記
セル端部側取付治具及びガスタンクにそれぞれ取り付け
られた中空の連結部材とを具備することを特徴とする請
求項２記載の燃料電池。
【請求項４】連結部材の両端部には向きが逆のねじ部が
形成されており、前記連結部材の両端部がセル端部側取
付治具及びガスタンクにそれぞれ螺着していることを特
徴とする請求項３記載の燃料電池。
【請求項５】セル端部側取付治具はガスタンクに当接し
ており、一端部が前記セル端部側取付治具に取り付けら
れた連結部材の他端部がナットでガスタンクに螺着して
いることを特徴とする請求項３記載の燃料電池。
【請求項６】燃料電池セルのガスタンク側における内側
電極端に、該内側電極のガス通過孔及びセル端部側取付
治具に取り付けられた連結部材の貫通孔が開口し、前記
ガスタンクからのガスが一旦収容されるガス収容空間が
設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のうち
いずれかに記載の燃料電池。
【請求項７】セル装置には、固体電解質及び外側電極が
形成されていない内側電極表面に形成され、隣設するセ
ル装置の外側電極側に向けて露出するインターコネクタ
が設けられ、該インターコネクタと前記隣設するセル装
置の外側電極との間には集電部材が設けられていること
を特徴とする請求項２乃至６のうちいずれかに記載の燃
料電池。
【請求項８】燃料電池セルが扁平状であることを特徴と
する請求項２乃至７のうちいずれかに記載の燃料電池。
【請求項９】複数のガスタンクにそれぞれ複数のセル装
置を立設するとともに、一方のガスタンクに立設してい
るセル装置が、他方のガスタンクに立設しているセル装
置間に位置していることを特徴とする請求項２乃至８の
うちいずれかに記載の燃料電池。
【請求項１０】セル装置の軸長方向端から吹き出したガ
スと、セル装置外部に供給されるガスを反応させて燃焼
させ、一方のガスタンクに立設しているセル装置の軸長
方向端近傍の燃焼ガスにより、他方のガスタンクに立設
しているセル装置を加熱することを特徴とする請求項９
記載の燃料電池。