JP2006236597A - Separator for fuel cell and solid oxide fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for a fuel cell and a solid oxide fuel cell capable of equalizing gas concentration inside a cell face for improvement in power generation efficiency and ensuring uniform temperature distribution inside the cell face for prevention of breakage of a power generation cell. <P>SOLUTION: This separator 8 for the fuel cell is provided with gas passages 11 and 12 for guiding reaction gas, and a gas guide part 20 blowing reaction gas in the gas passages 11 and 12 for bending gas flow into L-shaped flow to guide it to gas discharge ports 11a and 12a. The gas guide part 20 is formed on the depth side in the gas flow direction beyond the gas discharge ports 11a and 12a. By means of the gas guide part 20, the gas discharge direction from the gas discharge ports 11a and 12a is changed for jetting the reaction gas toward the center part of the power generation cell. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料電池用のセパレータ、および、これを用いた固体酸化物形燃料電池に関するものである。   The present invention relates to a separator for a fuel cell and a solid oxide fuel cell using the same.

近年、燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池は、高効率でクリーンな発電装置として注目されている。特に、固体酸化物形燃料電池は、発電効率が高く、且つ、排熱を有効に利用できるなどの多くの利点を有することから、第三世代の発電用燃料電池として研究開発が進めらている。   In recent years, fuel cells that directly convert chemical energy of fuel into electrical energy have attracted attention as highly efficient and clean power generators. In particular, solid oxide fuel cells have many advantages such as high power generation efficiency and effective use of exhaust heat, and therefore research and development are underway as third-generation fuel cells for power generation. .

この固体酸化物形燃料電池は、酸化物イオン導電体から成る固体電解質層を両側から空気極層（カソード）と燃料極層（アノード）で挟み込んだ積層構造を有し、発電時には、反応用ガスとして空気極層側に酸化剤ガス（酸素) が、また燃料極層側に燃料ガス (Ｈ2、ＣＯ、ＣＨ4等) が供給される。空気極層と燃料極層は、反応用ガスが固体電解質層との界面に到達することができるよう、何れも多孔質の層とされている。 This solid oxide fuel cell has a laminated structure in which a solid electrolyte layer made of an oxide ion conductor is sandwiched from both sides by an air electrode layer (cathode) and a fuel electrode layer (anode). As described above, an oxidant gas (oxygen) is supplied to the air electrode layer side, and a fuel gas (H 2 , CO, CH 4, etc.) is supplied to the fuel electrode layer side. The air electrode layer and the fuel electrode layer are both porous layers so that the reaction gas can reach the interface with the solid electrolyte layer.

発電セル内において、空気極層側に供給された酸素は、空気極層内の気孔を通って固体電解質層との界面近傍に到達し、この部分で空気極層から電子を受け取って酸化物イオン（Ｏ2-）にイオン化される。この酸化物イオンは、燃料極層に向かって固体電解質層内を拡散移動する。燃料極層との界面近傍に到達した酸化物イオンは、この部分で、燃料ガスと反応して反応生成物（Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等）を生じ、燃料極層に電子を放出する。電極反応で生じた電子は、別ルートの外部負荷にて起電力として取り出すことができる。 In the power generation cell, oxygen supplied to the air electrode layer passes through the pores in the air electrode layer and reaches the vicinity of the interface with the solid electrolyte layer. It is ionized to (O 2− ). The oxide ions diffuse and move in the solid electrolyte layer toward the fuel electrode layer. Oxide ions that have reached the vicinity of the interface with the fuel electrode layer react with the fuel gas at this portion to generate reaction products (H 2 O, CO 2, etc.), and discharge electrons to the fuel electrode layer. Electrons generated by the electrode reaction can be taken out as an electromotive force at an external load on another route.

平板積層型の固体酸化物形燃料電池は、間に集電体を介在してこれら発電セルとセパレータを、交互に積層することにより構成されている。
上記セパレータは、発電セル間を電気的に接続すると同時に発電セルに対して反応用ガスを供給する機能を有し、その外周部から燃料ガスを導入して燃料極層と対向する面から吐出させる燃料ガス通路と、酸化剤ガスとしての空気を外周部から導入して空気極層と対向する面から吐出させる酸化剤ガス通路とを備えている。 A flat plate type solid oxide fuel cell is configured by alternately stacking these power generation cells and separators with a current collector interposed therebetween.
The separator has a function of supplying the reaction gas to the power generation cells at the same time that the power generation cells are electrically connected to each other. The separator introduces fuel gas from the outer peripheral portion and discharges it from the surface facing the fuel electrode layer. A fuel gas passage and an oxidant gas passage through which air as an oxidant gas is introduced from the outer peripheral portion and discharged from a surface facing the air electrode layer are provided.

発電セルの外周部にガス漏れ防止シールを有さないシールレス構造の固体酸化物型燃料電池では、図７に示すように、セパレータ８の中心部に燃料ガスや酸化剤ガス（反応用ガス）のガス吐出口１１ａ、１２ａを設け、吐出口付近（ガス誘導部２０）でＬ形に折流されて垂直方向（実線矢印）に吐出された反応用ガスを各集電体を通して発電セルの外周方向に拡散させながら燃料極層及び空気極層の全面に良好な分布で行き渡らせて発電反応を生じさせると共に、この発電反応によって生成されたガスや発電反応に使用されなかった残余のガスを発電セルの外周部から外に放出するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３１８７２号公報 In a solid oxide fuel cell having a sealless structure that does not have a gas leakage prevention seal on the outer peripheral portion of the power generation cell, as shown in FIG. 7, a fuel gas or an oxidant gas (reaction gas) is provided at the center of the separator 8. Gas discharge ports 11a and 12a are provided, and the reaction gas, which is folded in an L shape near the discharge port (gas guiding portion 20) and discharged in the vertical direction (solid arrow), passes through each current collector to the outer periphery of the power generation cell. While spreading in the direction, the fuel electrode layer and the air electrode layer are spread over the entire surface with a good distribution to generate a power generation reaction, and the gas generated by this power generation reaction and the remaining gas not used in the power generation reaction are generated. It discharge | releases outside from the outer peripheral part of a cell (for example, refer patent document 1).
JP 2003-331872 A

ところで、近年、燃料電池の小型化を図るため、係る平板積層型の燃料電池では、セパレータの厚みを薄くして燃料電池スタックを薄型化することが行われている。ところが、セパレータの肉厚が薄くなるに連れて、図７中の破線矢印で示すように、ガス吐出口１１ａ、１２ａからの反応用ガスの吐出方向が垂直方向（実線矢印）に対してガス流方向に傾いた状態となる。これは、反応用ガスがセパレータ内の外周部より中央部分に向かって導入されるからであり、図７のように、吐出口１１ａ、１２ａをセパレータ８の中心部に設けた場合は、発電セルの片側のみにガスが多く供給されてしまうことになる。この結果、セル面内で電極反応が均一に行われずセル面内の電流密度分布に偏りが生じ、発電セルの発電効率が著しく低下するという問題が生じた。
また、発熱反応となる電極反応がセル面内において均一に行われないことにより発電セル内に温度分布が生じ、その際の熱応力によって発電セルが破損する虞もあった。 By the way, in recent years, in order to reduce the size of the fuel cell, in such a flat plate type fuel cell, the thickness of the separator is reduced to reduce the thickness of the fuel cell stack. However, as the thickness of the separator is reduced, the gas discharge direction of the reaction gas from the gas discharge ports 11a and 12a is a gas flow with respect to the vertical direction (solid arrow) as shown by the broken line arrows in FIG. It becomes in a state tilted in the direction. This is because the reaction gas is introduced from the outer peripheral portion in the separator toward the central portion. When the discharge ports 11a and 12a are provided in the central portion of the separator 8 as shown in FIG. As a result, a large amount of gas is supplied only to one side. As a result, the electrode reaction is not uniformly performed in the cell plane, and the current density distribution in the cell plane is biased, resulting in a problem that the power generation efficiency of the power generation cell is significantly reduced.
In addition, since the electrode reaction that is an exothermic reaction is not uniformly performed in the cell surface, a temperature distribution is generated in the power generation cell, and the power generation cell may be damaged by the thermal stress at that time.

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、セル面内でのガス濃度の均一化を図ることができ、これにより、発電効率を向上させることができると共に、セル面内での温度分布を均一化して発電セルの破損を防止することができる燃料電池用のセパレータ、およびこれを用いた固体酸化物形燃料電池を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and can achieve a uniform gas concentration in the cell plane, thereby improving power generation efficiency and reducing the temperature distribution in the cell plane. An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell that can be made uniform to prevent damage to a power generation cell, and a solid oxide fuel cell using the same.

すなわち、請求項１に記載の本発明は、発電セルと交互に積層配置され、その積層面に反応用ガスを吐出するガス吐出口を有する燃料電池用のセパレータであって、前記反応用ガスを誘導するガス通路を有し、当該ガス通路において前記反応用ガスをＬ形に折流して前記ガス吐出口に誘導するガス誘導部を設け、当該ガス誘導部により、前記ガス吐出口からのガス吐出方向を変化させることを特徴としている。   That is, the present invention according to claim 1 is a separator for a fuel cell which is alternately stacked with power generation cells and has a gas discharge port for discharging a reaction gas on the stacked surface, wherein the reaction gas is A gas guiding section for guiding the reaction gas into an L-shape and guiding the gas to the gas discharge port in the gas passage, and discharging the gas from the gas discharge port by the gas guiding section; It is characterized by changing the direction.

また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の燃料電池用のセパレータにおいて、前記ガス誘導部を前記ガス吐出口よりガス流方向の奥側に形成したことを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the separator for a fuel cell according to the first aspect, the gas guiding portion is formed on the far side in the gas flow direction from the gas discharge port.

また、請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の燃料電池用のセパレータにおいて、前記ガス誘導部が凹状部であることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell separator according to the second aspect, the gas guiding portion is a concave portion.

また、請求項４に記載の本発明は、請求項２に記載の燃料電池用のセパレータにおいて、前記ガス誘導部が傾斜部であることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell separator according to the second aspect, the gas guiding portion is an inclined portion.

また、請求項５に記載の本発明は、請求項１から請求項４までの何れかに記載の燃料電池用のセパレータにおいて、前記ガス誘導部によりガス吐出方向を変化させて、前記発電セルの中心部分に前記反応用ガスを吐出するように構成したことを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell separator according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, a gas discharge direction is changed by the gas guiding portion, and The reaction gas is discharged to the central portion.

また、請求項６に記載の本発明は、発電セルとセパレータを交互に積層して構成した燃料電池スタックを有し、前記発電セルの各々に反応用ガスを供給して発電反応を生じさせる固体酸化物形燃料電池において、前記セパレータとして、請求項１から請求項５までの何れかに記載のセパレータを用いたことを特徴としている。   Further, the present invention according to claim 6 has a fuel cell stack configured by alternately stacking power generation cells and separators, and supplying a reaction gas to each of the power generation cells to generate a power generation reaction. In the oxide fuel cell, the separator according to any one of claims 1 to 5 is used as the separator.

本発明によれば、セパレータのガス吐出口部分にガス誘導部を設け、ガス吐出口からのガスの吐出方向を変化させ、セパレータのガス通路に導入される反応用ガスを発電セルの中央部に向かって集中的に吐出させるようにしたので、反応用ガスを中央部から周縁部に均一に拡散・移動させることができ、セル面内でのガス濃度を均一化することができる。これにより、発電セルの全面で発電反応を生じさせることができ、発電効率を大幅に向上させることができると共に、セル面内での温度分布を均一化して、熱応力による発電セルの破損を防止することができる。   According to the present invention, a gas guiding portion is provided in the gas discharge port portion of the separator, the gas discharge direction from the gas discharge port is changed, and the reaction gas introduced into the gas passage of the separator is placed in the central portion of the power generation cell. Since the gas is discharged intensively, the reaction gas can be uniformly diffused and moved from the central portion to the peripheral portion, and the gas concentration in the cell plane can be made uniform. As a result, a power generation reaction can be generated on the entire surface of the power generation cell, the power generation efficiency can be greatly improved, and the temperature distribution in the cell surface is made uniform to prevent damage to the power generation cell due to thermal stress. can do.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明が適用された平板積層型の固体酸化物形燃料電池スタックの構成を示し、図２は本発明に係る単セルの構成を示し、図３〜図５はセパレータのガス吐出部分の構造例を示し、図６はセパレータの一例を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a flat plate type solid oxide fuel cell stack to which the present invention is applied, FIG. 2 shows the configuration of a single cell according to the present invention, and FIGS. FIG. 6 shows an example of the separator.

図１、図２に示すように、平板積層型の固体酸化物形燃料電池スタック１は、固体電解質層２の両面に燃料極層３と空気極層４を配した発電セル５と、燃料極層３の外側に配した燃料極集電体６と、空気極層４の外側に配した空気極集電体７と、各集電体６、７の外側に配したセパレータ８とで構成される単セル１０を多数積層してスタック化すると共に、上下両端より積層方向にボルト締め等により荷重を掛けてスタックの各構成要素を相互に圧接・密着させることにより構成されている。この燃料電池スタック１の実施形態では、発電セル５の外周部にガス漏れ防止シールを敢えて設けないシールレス構造を採用している。   As shown in FIGS. 1 and 2, a flat plate type solid oxide fuel cell stack 1 includes a power generation cell 5 in which a fuel electrode layer 3 and an air electrode layer 4 are arranged on both sides of a solid electrolyte layer 2, a fuel electrode, It is composed of a fuel electrode current collector 6 disposed outside the layer 3, an air electrode current collector 7 disposed outside the air electrode layer 4, and a separator 8 disposed outside each current collector 6, 7. A large number of single cells 10 are stacked to form a stack, and each component of the stack is pressed and adhered to each other by applying a load by bolting or the like in the stacking direction from the upper and lower ends. In the embodiment of the fuel cell stack 1, a sealless structure is employed in which a gas leakage prevention seal is not provided on the outer periphery of the power generation cell 5.

単セル１０の構成要素の内、固体電解質層２はイットリアを添加した安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等で構成され、燃料極層３はＮｉ、Ｃｏ等の金属あるいはＮｉ−ＹＳＺ、Ｃｏ−ＹＳＺ等のサーメットで構成され、空気極層４はＬａＭｎＯ3、ＬａＣｏＯ3等で構成され、燃料極集電体６はＮｉ基合金等のスポンジ状の多孔質焼結金属板で構成され、空気極集電体７はＡｇ基合金等のスポンジ状の多孔質焼結金属板で構成され、セパレータ８はステンレス等で構成されている。 Among the constituent elements of the unit cell 10, the solid electrolyte layer 2 is composed of stabilized zirconia (YSZ) or the like to which yttria is added, and the fuel electrode layer 3 is made of a metal such as Ni or Co or Ni-YSZ or Co-YSZ. It is composed of cermet, the air electrode layer 4 is composed of LaMnO 3 , LaCoO 3 or the like, and the fuel electrode current collector 6 is composed of a sponge-like porous sintered metal plate such as a Ni-based alloy. 7 is composed of a sponge-like porous sintered metal plate such as an Ag-based alloy, and the separator 8 is composed of stainless steel or the like.

本実施形態のセパレータ８は、厚さ２〜３ｍｍのステンレス板で構成され、発電セル５間を電気的に接続すると共に、発電セル５に対して反応用ガスを供給する機能を有し、内部に燃料ガスをセパレータ８の縁部から導入してセパレータ８の燃料極集電体６に対向する面のほぼ中心部（ガス吐出口１１ａ）から吐出する燃料ガス通路１１と、酸化剤ガスをセパレータ８の縁部から導入してセパレータ８の空気極集電体７に対向する面のほぼ中心部（ガス吐出口１２ａ）から吐出する酸化剤ガス通路１２とを有している。   The separator 8 of the present embodiment is made of a stainless steel plate having a thickness of 2 to 3 mm, and has a function of electrically connecting the power generation cells 5 and supplying a reaction gas to the power generation cells 5. The fuel gas is introduced from the edge of the separator 8 into the separator 8 and discharged from the substantially central portion (gas discharge port 11a) of the surface of the separator 8 facing the fuel electrode current collector 6; 8 and an oxidant gas passage 12 that is discharged from substantially the center (gas discharge port 12 a) of the surface of the separator 8 that faces the air electrode current collector 7.

また、セパレータ８の左右縁部には、板厚方向に貫通する一対のガス孔１３、１４が設けてあり、一方のガス孔１３は燃料ガス通路１１に、他方のガス孔１４は酸化剤ガス通路１２に連通し、各々のガス孔１３、１４からこれらのガス通路１１、１２を通して各発電セル５の各電極面に燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給できるようになっている。尚、上下に積層されるセパレータ８のガス孔同士は、それぞれリング状の絶縁性ガスケット１５、１６にて連結されている。   Further, a pair of gas holes 13 and 14 penetrating in the plate thickness direction are provided in the left and right edge portions of the separator 8, one gas hole 13 is in the fuel gas passage 11, and the other gas hole 14 is in the oxidant gas. The fuel gas and the oxidant gas can be supplied to the electrode surfaces of the power generation cells 5 from the gas holes 13 and 14 through the gas passages 11 and 12, respectively. The gas holes of the separators 8 stacked one above the other are connected by ring-shaped insulating gaskets 15 and 16, respectively.

各々のガスケット１５、１６がそれぞれセパレータ８の各ガス孔１３、１４を介して積層方向に連結される（スタック化される）ことにより、スタック内部を積層方向に延びる燃料ガス用の管状マニホールド１７と酸化剤ガス用の管状マニホールド１８が形成される。これらマニホールド１７、１８には外部から供給される燃料ガスと酸化剤ガスが流通し、各ガスが各セパレータ８のガス孔１３、１４より各ガス通路１１、１２を通して各ガス吐出口１１ａ、１２ａより吐出して各発電セル５の各電極に分配・供給されるようになっている。   Each gasket 15, 16 is connected (stacked) in the stacking direction via each gas hole 13, 14 of the separator 8, so that a fuel gas tubular manifold 17 extending in the stacking direction inside the stack, A tubular manifold 18 for oxidant gas is formed. Fuel gas and oxidant gas supplied from the outside flow through the manifolds 17 and 18, and each gas passes through the gas passages 11 and 12 from the gas holes 13 and 14 of the separator 8 and from the gas discharge ports 11 a and 12 a. It is discharged and distributed and supplied to each electrode of each power generation cell 5.

ところで、係る構造のセパレータ８では、セパレータ８の肉厚が薄くなるに連れて、ガス吐出口１１ａ、１２ａからの反応用ガスの吐出方向がガス流方向に傾いた状態となり、本実施形態のように、セパレータ８の中心部にガス吐出口１１ａ、１２ａを設けても、発電セルの片側のみにガスが多く供給されてしまう不都合が生じることは既述した通りである。   By the way, in the separator 8 having such a structure, as the thickness of the separator 8 is reduced, the discharge direction of the reaction gas from the gas discharge ports 11a and 12a is inclined to the gas flow direction. In addition, as described above, even if the gas discharge ports 11a and 12a are provided in the central portion of the separator 8, a large amount of gas is supplied only to one side of the power generation cell.

そこで、本発明では、これらガス吐出口１１ａ、１２ａの近傍において、ガス通路１１、１２内に導入された反応用ガスをＬ形に折流してガス吐出口１１ａ、１２ａに誘導するガス誘導部２０を、ガス吐出口１１ａ、１２ａよりガス流方向に向かって奥側に形成するようにして、ガス吐出口１１ａ、１２ａからのガス吐出方向を垂直方向に向かせるようにした。   Therefore, in the present invention, in the vicinity of the gas discharge ports 11a and 12a, the gas induction unit 20 that folds the reaction gas introduced into the gas passages 11 and 12 into an L shape and guides it to the gas discharge ports 11a and 12a. Is formed on the back side in the gas flow direction from the gas discharge ports 11a and 12a so that the gas discharge direction from the gas discharge ports 11a and 12a is directed in the vertical direction.

図３、図４は、ガス誘導部２０を凹状に形成した例で、図３の場合は、ガス誘導部２０を椀状凹部とし、図４で角状凹部としている。また、ガス誘導部２０を上記のように凹状とするのではなく、図５に示すように、反ガス流方向（戻り方向）に向けて傾斜させる構造とすることもできる。
何れの場合も、ガス通路に導入された反応用ガスがガス吐出口近傍においてガス誘導部２０に噴き付けられることによりＬ形に折流されながら、凹状面、あるいは傾斜面に沿って反ガス流方向に誘導されることにより、ガス吐出口１１ａ、１２ａからの反応用ガスの吐出方向を、従来のガス流方向に傾いた状態から垂直方向に変化させることができ、これによりセパレータ８に導入された反応用ガスを発電セル５の中央部に向かって集中的に吐出させることができるようになる。 3 and 4 are examples in which the gas guiding part 20 is formed in a concave shape. In the case of FIG. 3, the gas guiding part 20 is a bowl-shaped concave part, and in FIG. In addition, the gas guiding portion 20 may be structured to be inclined toward the anti-gas flow direction (return direction) as shown in FIG. 5 instead of being concave as described above.
In any case, the reaction gas introduced into the gas passage is sprayed onto the gas guiding portion 20 in the vicinity of the gas discharge port, and is bent into an L shape while being anti-gas flow along the concave surface or the inclined surface. By being guided in the direction, the discharge direction of the reaction gas from the gas discharge ports 11a and 12a can be changed from the state inclined in the conventional gas flow direction to the vertical direction, and thus introduced into the separator 8. The reactive gas thus discharged can be intensively discharged toward the central portion of the power generation cell 5.

このように、セパレータ８に導入される反応用ガスを発電セル５の中央部に向かって集中的に吐出させることにより、反応用ガスをセルの中央部から周縁部に均一に拡散・移動させることができ、セル面内でのガス濃度を均一化することができる。
これにより、発電セル５の全面において発電反応を均一に生じさせることができ、発電効率を大幅に向上させることができると共に、セル面内での温度分布を均一化して、熱応力による発電セル５の破損を防止することができる。
特に、酸化剤ガス通路１２においては、空気による冷却が発電セル５の全面において可能になり、これにより、セル面内での温度分布の均一化をより一層確実なものにすることができる。 In this manner, the reaction gas introduced into the separator 8 is intensively discharged toward the central portion of the power generation cell 5 so that the reaction gas is uniformly diffused and moved from the central portion to the peripheral portion of the cell. The gas concentration in the cell plane can be made uniform.
As a result, the power generation reaction can be uniformly generated on the entire surface of the power generation cell 5, the power generation efficiency can be greatly improved, and the temperature distribution in the cell plane can be made uniform to generate the power generation cell 5 due to thermal stress. Can be prevented from being damaged.
In particular, the oxidant gas passage 12 can be cooled by air over the entire surface of the power generation cell 5, thereby further ensuring uniform temperature distribution in the cell plane.

本実施形態では、図６に示すような四角形状のセパレータ８を用いている。図６において、セパレータ８の内部には、反応用ガスが流通する燃料ガス通路１１と酸化剤ガス通路１２がそれぞれ渦巻状に、且つ、それぞれが交差しないように入れ子状態に形成されていると共に、セパレータ８のほぼ中心部にガス吐出口１１ａ、１２ａが設けられている。また、セパレータ８の左右縁部には一対のガス孔１３、１４が設けられている。
上記セパレータ８では、セパレータ８内に導入された反応用ガスは渦巻状に形成された各ガス通路１１、１２を通してセパレータ８内部の全域に流通する過程でセパレータ８と効率良く熱交換し、セパレータ８は面方向の全域に亘って均一に加熱されるようになる。尚、セパレータは、このような四角形状の他、円板状としても良い。 In this embodiment, a quadrangular separator 8 as shown in FIG. 6 is used. In FIG. 6, inside the separator 8, a fuel gas passage 11 and an oxidant gas passage 12 through which a reaction gas flows are formed in a spiral shape and are nested so as not to cross each other, Gas discharge ports 11 a and 12 a are provided at substantially the center of the separator 8. A pair of gas holes 13 and 14 are provided on the left and right edges of the separator 8.
In the separator 8, the reaction gas introduced into the separator 8 efficiently exchanges heat with the separator 8 in the process of flowing through the gas passages 11 and 12 formed in a spiral shape throughout the entire area of the separator 8. Is heated uniformly over the entire surface. In addition, a separator is good also as disk shape other than such square shape.

本発明に係る平板積層型の固体酸化物形燃料電池スタックの構成を示す図。The figure which shows the structure of the flat oxide type solid oxide fuel cell stack which concerns on this invention. 本発明に係る単セルの構成を示す図。The figure which shows the structure of the single cell which concerns on this invention. セパレータのガス吐出部分の構造を示す要部断面図。The principal part sectional drawing which shows the structure of the gas discharge part of a separator. セパレータの図３とは別のガス吐出部分の構造を示す要部断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing a structure of a gas discharge portion different from that in FIG. 3 of the separator. セパレータの図４とは別のガス吐出部分の構造を示す要部断面図。The principal part sectional drawing which shows the structure of the gas discharge part different from FIG. 4 of a separator. セパレータの一例を示す平面図。The top view which shows an example of a separator. 従来のセパレータのガス吐出部分の構造を示す要部断面図。The principal part sectional drawing which shows the structure of the gas discharge part of the conventional separator.

符号の説明Explanation of symbols

５ 発電セル
８ セパレータ
１１、１２ ガス通路（燃料ガス通路、酸化剤ガス通路）
１１ａ、１２ａ ガス吐出口
２０ ガス誘導部 5 Power generation cell 8 Separator 11, 12 Gas passage (fuel gas passage, oxidant gas passage)
11a, 12a Gas outlet 20 Gas guiding part

Claims (6)

発電セルと交互に積層配置され、その積層面に反応用ガスを吐出するガス吐出口を有する燃料電池用のセパレータであって、
前記反応用のガスを誘導するガス通路を有し、
当該ガス通路において前記反応用ガスをＬ形に折流して前記ガス吐出口に誘導するガス誘導部を設け、
当該ガス誘導部により、前記ガス吐出口からのガス吐出方向を変化させることを特徴とする燃料電池用のセパレータ。 A separator for a fuel cell that is alternately stacked with power generation cells and has a gas discharge port for discharging a reaction gas on the stacked surface,
A gas passage for guiding the reaction gas;
In the gas passage, a gas guiding portion is provided that folds the reaction gas into an L shape and guides the gas to the gas discharge port.
A separator for a fuel cell, wherein a gas discharge direction from the gas discharge port is changed by the gas guiding portion. 前記ガス誘導部を前記ガス吐出口よりガス流方向の奥側に形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用のセパレータ。 2. The fuel cell separator according to claim 1, wherein the gas guiding portion is formed on the back side in the gas flow direction from the gas discharge port. 3. 前記ガス誘導部が凹状部であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用のセパレータ。 The fuel cell separator according to claim 2, wherein the gas guiding portion is a concave portion. 前記ガス誘導部が傾斜部であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用のセパレータ。 The fuel cell separator according to claim 2, wherein the gas guiding portion is an inclined portion. 前記ガス誘導部によりガス吐出方向を変化させて、前記発電セルの中心部分に前記反応用ガスを吐出するように構成したことを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の燃料電池用のセパレータ。 5. The structure according to claim 1, wherein the reaction gas is discharged to a central portion of the power generation cell by changing a gas discharge direction by the gas guiding portion. 6. Separator for fuel cells. 発電セルとセパレータを交互に積層して構成した燃料電池スタックを有し、前記発電セルの各々に反応用ガスを供給して発電反応を生じさせる固体酸化物形燃料電池において、前記セパレータとして、請求項１から請求項５までの何れかに記載のセパレータを用いたことを特徴とする固体酸化物形燃料電池。 In the solid oxide fuel cell having a fuel cell stack configured by alternately stacking power generation cells and separators and supplying a reaction gas to each of the power generation cells to generate a power generation reaction, the separator is used as the separator. A solid oxide fuel cell comprising the separator according to any one of claims 1 to 5.
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