JP2010009945A - Fuel cell unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell unit capable of preventing reduction in current collecting performance, while improving connection work efficiency, when electrically connecting mutual cells of a fuel cell. <P>SOLUTION: This fuel cell unit has a gas tank 3 having an opening part, a cell 4 of the fuel cell having an inside passage communicating with the inside of the gas tank 3 via the opening part and having an outside electrode layer, a cell 4 of the fuel cell having the inside passage communicating with the inside of the gas tank 3 via the opening part and having an inside electrode layer, an outside electrode terminal 42 electrically connected to the outside electrode layer of the cell 4 of the fuel cell, an inside electrode terminal electrically connected to the inside electrode layer of the cell 4 of the fuel cell, and a connecting terminal 52 for electrically connecting the outside electrode terminal 42 and the inside electrode terminal. The outside electrode terminal 42 and the connecting terminal 52 are arranged so as to be sealed in the gas tank 3. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池(SOFC)に使用される燃料電池ユニットに関する。   The present invention relates to a fuel cell unit used in a solid oxide fuel cell (SOFC).

従来、このような燃料電池ユニットにおいては、開口部を有するガスタンクと、開口部を介してガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に外側及び内側電極を有する複数の燃料電池セルと、を備えている(例えば、下記特許文献1〜3参照)。特許文献1〜3(特表2001−518688号公報、特開2004−31172号公報、及び特開2008−71712号公報)では、複数の燃料電池セルは、電気的に直列に接続されている。   Conventionally, such a fuel cell unit includes a gas tank having an opening, and a plurality of fuel cells having an internal passage communicating with the inside of the gas tank through the opening and having outer and inner electrodes. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3 below). In Patent Documents 1 to 3 (Japanese Patent Publication No. 2001-518688, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-31172, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-71712), a plurality of fuel cells are electrically connected in series.

特許文献1(特表2001−518688号公報)では、ガスタンク内に燃料電池セルの一部を突出させており、燃料電池セルの突出部分における外側電極に電気的に接続するように外側端子が配置されている。そして、外側端子は、隣接する一つの燃料電池セルの内側電極にワイヤを介して電気的に接続されている。特許文献2(特開2004−31172号公報)では、燃料電池セルの外側電極及び内側電極のそれぞれに、集電部材が接続されている。そして、ガスタンク内において、一つの燃料電池セルの外側電極に接続された集電部材と当該燃料電池セルに隣接する一つの燃料電池セルの内側電極に接続された集電部材とが導電部材により電気的に接続されている。特許文献3(特開2008−71712号公報)では、燃料電池セルの一端に外側電極に電気的に接続される外側端子が配置され、その他端に内側電極に電気的に接続される内側端子が配置されている。一つの燃料電池セルの外側端子と当該燃料電池セルに隣接する一つの燃料電池セルの内側端子とが接続部材又は接続電極端子により電気的に接続されている。
特表2001−518688号公報 特開2004−31172号公報 特開2008−71712号公報
In Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2001-518688), a part of a fuel cell is protruded into a gas tank, and an outer terminal is disposed so as to be electrically connected to an outer electrode in the protruding part of the fuel cell. Has been. The outer terminal is electrically connected to the inner electrode of one adjacent fuel cell via a wire. In patent document 2 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-31172), the current collection member is connected to each of the outer electrode and inner electrode of a fuel cell. In the gas tank, the current collecting member connected to the outer electrode of one fuel battery cell and the current collecting member connected to the inner electrode of one fuel battery cell adjacent to the fuel battery cell are electrically connected by the conductive member. Connected. In Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-71712), an outer terminal electrically connected to the outer electrode is disposed at one end of the fuel cell, and an inner terminal electrically connected to the inner electrode is disposed at the other end. Has been placed. An outer terminal of one fuel battery cell and an inner terminal of one fuel battery cell adjacent to the fuel battery cell are electrically connected by a connection member or a connection electrode terminal.
Special table 2001-518688 gazette JP 2004-31172 A JP 2008-71712 A

ところで、特許文献1(特表2001−518688号公報)では、内側電極とワイヤとが直接接続されることとなるため、ワイヤと内部電極との接触面積が小さい。このため、内側電極とワイヤとの接続箇所での導通抵抗が大きくなり、集電性能が低下する懼れがある。また、内側電極とワイヤとを接続する必要があるため、燃料電池セル同士を電気的に接続する作業を効率良く且つ容易に行うことができない。   By the way, in patent document 1 (special table 2001-518688 gazette), since an inner side electrode and a wire will be directly connected, the contact area of a wire and an inner electrode is small. For this reason, the conduction resistance at the connection point between the inner electrode and the wire is increased, and the current collecting performance may be deteriorated. Moreover, since it is necessary to connect an inner electrode and a wire, the operation | work which electrically connects fuel cell cells cannot be performed efficiently and easily.

特許文献2(特開2004−31172号公報)では、各集電部材の厚みが薄いため、導電部材を介した接続作業を極めて慎重に行う必要があり、作業性が悪い。また、集電部材と導電部材との接続箇所での機械的強度が低く、接続箇所にクラック等が発生して、導通抵抗が大きくなる懼れもある。更に、外側電極に接続された集電部材は、大気に曝されることとなるため、酸化を防ぐための対策を別途採用する必要が生じる。集電部材が酸化すると、集電部材の導通抵抗が大きくなり、集電性能が低下してしまう。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-31172), since the thickness of each current collecting member is thin, it is necessary to perform connection work through a conductive member very carefully, and workability is poor. In addition, the mechanical strength at the connection point between the current collecting member and the conductive member is low, and cracks or the like are generated at the connection point, which may increase the conduction resistance. Furthermore, since the current collecting member connected to the outer electrode is exposed to the atmosphere, it is necessary to separately adopt a measure for preventing oxidation. When the current collecting member is oxidized, the conduction resistance of the current collecting member is increased, and the current collecting performance is deteriorated.

そこで本発明では、燃料電池セル同士を電気的に接続する際の接続作業性を向上しつつ、集電性能の低下を防止することが可能な燃料電池ユニットを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell unit that can improve the connection workability when the fuel cells are electrically connected to each other and can prevent the deterioration of the current collecting performance.

上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池用ユニットは、燃料電池に使用される燃料電池ユニットであって、開口部を有するガスタンクと、前記開口部を介して前記ガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に外側電極を有する第1の燃料電池セルと、前記開口部を介して前記ガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に内側電極を有する第2の燃料電池セルと、前記第1の燃料電池セルの前記外側電極に電気的に接続される外側電極端子と、前記第2の燃料電池セルの前記内側電極に電気的に接続される内側電極端子と、前記外側電極端子と前記内側電極端子を電気的に接続する導電部材と、を備えており、前記外側電極端子と前記導電部材とは、前記ガスタンク内に封止されるように配置されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a fuel cell unit according to the present invention is a fuel cell unit used in a fuel cell, and includes a gas tank having an opening and an interior communicating with the inside of the gas tank through the opening. A first fuel cell having a passage and an outer electrode; a second fuel cell having an inner passage communicating with the gas tank through the opening; and the first fuel cell. An outer electrode terminal electrically connected to the outer electrode of the battery cell; an inner electrode terminal electrically connected to the inner electrode of the second fuel battery cell; the outer electrode terminal and the inner electrode terminal; A conductive member that electrically connects the outer electrode terminal and the conductive member, wherein the outer electrode terminal and the conductive member are disposed so as to be sealed in the gas tank.

本発明によれば、燃料電池セル同士を電気的に接続する際の接続作業性を向上しつつ、集電性能の低下を防止することが可能な燃料電池ユニットを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell unit which can prevent the fall of current collection performance can be provided, improving the connection workability | operativity at the time of electrically connecting fuel cell cells.

本発明を実施するための最良の形態を説明するのに先立って、本発明の作用効果について説明する。   Prior to describing the best mode for carrying out the present invention, the function and effect of the present invention will be described.

本発明に係る燃料電池ユニットは、燃料電池に使用される燃料電池ユニットであって、開口部を有するガスタンクと、前記開口部を介して前記ガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に外側電極を有する第1の燃料電池セルと、前記開口部を介して前記ガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に内側電極を有する第2の燃料電池セルと、前記第1の燃料電池セルの前記外側電極に電気的に接続される外側電極端子と、前記第2の燃料電池セルの前記内側電極に電気的に接続される内側電極端子と、前記外側電極端子と前記内側電極端子を電気的に接続する導電部材と、を備えており、前記外側電極端子と前記導電部材とは、前記ガスタンク内に封止されるように配置されている。   A fuel cell unit according to the present invention is a fuel cell unit used in a fuel cell, and includes a gas tank having an opening, an internal passage communicating with the inside of the gas tank through the opening, and an outer electrode. Electricity is supplied to the first fuel cell, the second fuel cell having an internal passage communicating with the gas tank through the opening, and having an inner electrode, and the outer electrode of the first fuel cell. An outer electrode terminal electrically connected, an inner electrode terminal electrically connected to the inner electrode of the second fuel cell, and a conductive member electrically connecting the outer electrode terminal and the inner electrode terminal The outer electrode terminal and the conductive member are arranged so as to be sealed in the gas tank.

本発明では、外側電極端子と内側電極端子とを備え、これらの外側電極端子と内側電極端子とが導電部材により電気的に接続されることとなる。このように、本発明によれば、内側電極及び外側電極の両者に関して、端子を用いた接続作業が可能となるため、燃料電池セル同士を電気的に接続する際の接続作業性を向上する。   In the present invention, the outer electrode terminal and the inner electrode terminal are provided, and the outer electrode terminal and the inner electrode terminal are electrically connected by the conductive member. As described above, according to the present invention, the connection work using the terminals is possible for both the inner electrode and the outer electrode, so that the connection workability when the fuel cells are electrically connected is improved.

また、本発明では、燃料電池セル同士の電気的な接続構造が端子により実現されているため、端子と導電部材との接続箇所における接触面積が比較的大きい。この結果、接続箇所における導通抵抗が小さく、集電効率の低下を抑制することができる。   Moreover, in this invention, since the electrical connection structure of fuel cell is implement | achieved by the terminal, the contact area in the connection location of a terminal and an electrically-conductive member is comparatively large. As a result, the conduction resistance at the connection location is small, and a reduction in current collection efficiency can be suppressed.

更に、本発明では、外側電極端子と導電部材とはガスタンク内に封止されるように配置されているので、外側電極端子と導電部材とが大気に曝されるのを防ぐことができる。これにより、外側電極端子と導電部材との酸化を防ぎ、外側電極端子及び導電部材において導通抵抗が大きくなることはない。なお、外側電極端子及び導電部材の材料として、比較的安価な金属材料を使用することも可能であり、この場合には、燃料電池ユニットの低コスト化が図られることとなる。   Furthermore, in the present invention, since the outer electrode terminal and the conductive member are disposed so as to be sealed in the gas tank, it is possible to prevent the outer electrode terminal and the conductive member from being exposed to the atmosphere. This prevents oxidation of the outer electrode terminal and the conductive member, and does not increase the conduction resistance in the outer electrode terminal and the conductive member. In addition, it is also possible to use a relatively inexpensive metal material as the material of the outer electrode terminal and the conductive member. In this case, the cost of the fuel cell unit can be reduced.

また本発明に係る燃料電池ユニットでは、前記第1及び第2の燃料電池セルは、前記ガスタンク内に突出するガスタンク内突出部をそれぞれ含んでおり、前記外側電極端子は、前記第1の燃料電池セルの前記ガスタンク内突出部に配置されていることも好ましい。この好ましい態様では、ガスタンク内への外側電極端子と導電部材との封止配置を確実且つ容易に実現することができる。   In the fuel cell unit according to the present invention, each of the first and second fuel cells includes a gas tank protruding portion protruding into the gas tank, and the outer electrode terminal is the first fuel cell. It is also preferable that the cell is disposed at the protruding portion in the gas tank. In this preferable aspect, the sealing arrangement of the outer electrode terminal and the conductive member in the gas tank can be reliably and easily realized.

また本発明に係る燃料電池ユニットでは、前記内側電極は、前記第2の燃料電池セルの内側周面に形成されており、前記内側電極端子は、前記第2の燃料電池セルの前記内側電極に面接触することにより該内側電極に電気的に接続されていることも好ましい。この好ましい態様では、内側電極と内側電極端子との接続箇所における導通抵抗の低下を図り、集電性能をより一層向上することができる。   In the fuel cell unit according to the present invention, the inner electrode is formed on the inner peripheral surface of the second fuel cell, and the inner electrode terminal is connected to the inner electrode of the second fuel cell. It is also preferable to be electrically connected to the inner electrode by surface contact. In this preferred embodiment, the conduction resistance at the connection point between the inner electrode and the inner electrode terminal can be reduced, and the current collecting performance can be further improved.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible in the drawings, and redundant descriptions are omitted.

図1は、本発明に係る燃料電池モジュールの一実施形態を示す正面図である。また、図2は、燃料電池セル集合体及びガスタンクを示す斜視図である。   FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a fuel cell module according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the fuel cell assembly and the gas tank.

同図に示すように、燃料電池モジュールFCは、カバー部材1とベース部材2とによって密閉される空間内に10個の燃料電池セルスタック400を並べて配置している。従って、この燃料電池モジュールFCでは、カバー部材1とベース部材2とによって、燃料電池セル4等が内包される容器が形成されている。各燃料電池セルスタック400には、16個の燃料電池セル4が2列になって配置されている。これらの燃料電池セル4は、電気的に直列に配置されている。本実施形態の燃料電池モジュールFCは、燃料電池用ユニットを含んでいる。   As shown in the figure, the fuel cell module FC has ten fuel cell stacks 400 arranged side by side in a space sealed by the cover member 1 and the base member 2. Therefore, in the fuel cell module FC, the cover member 1 and the base member 2 form a container that contains the fuel cell 4 and the like. In each fuel cell stack 400, 16 fuel cells 4 are arranged in two rows. These fuel cells 4 are electrically arranged in series. The fuel cell module FC of the present embodiment includes a fuel cell unit.

燃料電池モジュールFCでは、10個の燃料電池セルスタック400により、燃料電池セル集合体401が構成されている。燃料電池セル集合体401では、160個の燃料電池セル4が行列配置されている。本実施形態では、燃料電池セル4が8行×20列配置されている。   In the fuel cell module FC, a fuel cell assembly 401 is constituted by ten fuel cell stacks 400. In the fuel cell assembly 401, 160 fuel cells 4 are arranged in a matrix. In the present embodiment, the fuel cells 4 are arranged in 8 rows × 20 columns.

各燃料電池セル4は、管状であり、燃料電池セル4の管内を燃料電池セル4の一方の端部4aから他方の端部4bへと流れるガスと、その管外を一方の端部4aから他方の端部4bへと流れるガスの作用により作動する。本実施形態では、燃料電池セル4の管内を流れるガスは、水素又は炭化水素燃料等を改質した改質ガス等の燃料ガスであり、燃料電池セル4の管外を流れるガスは、酸素を含む空気等の酸化剤ガスである。   Each fuel battery cell 4 has a tubular shape, and a gas flowing from one end 4a of the fuel battery cell 4 to the other end 4b in the pipe of the fuel battery cell 4, and from one end 4a outside the pipe. It operates by the action of the gas flowing to the other end 4b. In the present embodiment, the gas flowing in the pipe of the fuel battery cell 4 is a fuel gas such as reformed gas obtained by reforming hydrogen or hydrocarbon fuel, and the gas flowing outside the pipe of the fuel battery cell 4 contains oxygen. Contains oxidant gas such as air.

燃料電池セルユニット30について、図3を参照しながら説明する。図3に示すように、燃料電池セルユニット30は、燃料電池セル4によって形成され且つ上下方向に延びる管状構造体であり、円筒形の燃料電池セル4と、燃料電池セル4の一方の端部4aに取付けられた内側電極端子40及び外側電極端子42と、を有している。   The fuel cell unit 30 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the fuel cell unit 30 is a tubular structure formed by the fuel cells 4 and extending in the vertical direction, and includes a cylindrical fuel cell 4 and one end of the fuel cell 4. An inner electrode terminal 40 and an outer electrode terminal 42 attached to 4a.

燃料電池セル4は、円筒形の内側の電極層44と、円筒形の外側の電極層48と、これらの電極層44、48の間に配置された円筒形の電解質層46と、内側の電極層44の内側に構成される貫通流路50とを有している。燃料電池セル4の一方の端部4aに、内側の電極層44が露出した内側電極面44aが設けられている。また、燃料電池セル4の一方の端部4aは、外側の電極層48が露出した外側電極面48aによって構成されている。貫通流路50は、内部通路として機能する。内側の電極層44は内部電極として機能し、外側の電極層48は外側電極として機能する。内側電極面44aは、燃料電池セル4の内側周面となり、外側電極面48aは、燃料電池セル4の外側周面となる。   The fuel cell 4 includes a cylindrical inner electrode layer 44, a cylindrical outer electrode layer 48, a cylindrical electrolyte layer 46 disposed between the electrode layers 44, 48, and an inner electrode. And a through flow channel 50 configured inside the layer 44. An inner electrode surface 44 a from which the inner electrode layer 44 is exposed is provided at one end 4 a of the fuel cell 4. Further, one end 4a of the fuel cell 4 is constituted by an outer electrode surface 48a from which the outer electrode layer 48 is exposed. The through channel 50 functions as an internal passage. The inner electrode layer 44 functions as an inner electrode, and the outer electrode layer 48 functions as an outer electrode. The inner electrode surface 44 a becomes the inner peripheral surface of the fuel cell 4, and the outer electrode surface 48 a becomes the outer peripheral surface of the fuel cell 4.

内側の電極層44は、例えば、Niと、CaやY、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Niと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Niと、Sr、Mg、Co、Fe、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体、の少なくとも一種から形成される。電解質層46は、例えば、Y、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Sr、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。外側の電極層48は、例えば、Sr、Caから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Sr、Co、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Sr、Fe、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される。この場合、内側の電極層44が燃料極になり、外側の電極層48が空気極になる。内側の電極層44の厚さは、例えば、1mmであり、電解質層46の厚さは、例えば、30μmであり、外側の電極層48の厚さは、例えば、30μmであり、その外径は、例えば、1〜10mmである。   The inner electrode layer 44 includes, for example, a mixture of Ni and zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca, Y, and Sc, ceria doped with at least one selected from Ni and rare earth elements, And a mixture of Ni and lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu. The electrolyte layer 46 includes, for example, zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Y and Sc, ceria doped with at least one selected from rare earth elements, lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr and Mg, Formed from at least one of the following. The outer electrode layer 48 is made of, for example, lanthanum manganite doped with at least one selected from Sr and Ca, lanthanum ferrite doped with at least one selected from Sr, Co, Ni, and Cu, Sr, Fe, Ni, and Cu. It is formed from at least one selected from samarium cobalt and silver doped with at least one selected. In this case, the inner electrode layer 44 becomes a fuel electrode, and the outer electrode layer 48 becomes an air electrode. The thickness of the inner electrode layer 44 is, for example, 1 mm, the thickness of the electrolyte layer 46 is, for example, 30 μm, the thickness of the outer electrode layer 48 is, for example, 30 μm, and the outer diameter is For example, it is 1-10 mm.

内側電極端子40は、図4に示すように、断面略C字形状の本体部分40aと、延出部分40bとを有している。本体部分40aは、燃料電池セル4の一方の端部4aにおいて、内側電極面44aを略全周にわたって内側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続されている。延出部分40bは、本体部分40aから燃料電池セル4の長手方向に延びている。本体部分40aは、その外周面が内側の電極層44の内側電極面44aと当接している。すなわち、内側電極端子40は、内側電極面44aに面接触することにより該内側電極面44aに電気的に接続されている。本実施形態では、延出部分40bは、本体部分40aと一体に且つ略板状に形成されている。内側電極端子40は、例えばステンレス鋼等の金属材料からなる。   As shown in FIG. 4, the inner electrode terminal 40 has a main body portion 40a having a substantially C-shaped cross section and an extending portion 40b. The main body portion 40a is disposed at one end 4a of the fuel battery cell 4 so as to cover the inner electrode surface 44a from substantially the entire inner periphery and is electrically connected thereto. The extending part 40b extends in the longitudinal direction of the fuel cell 4 from the main body part 40a. The outer peripheral surface of the main body portion 40 a is in contact with the inner electrode surface 44 a of the inner electrode layer 44. That is, the inner electrode terminal 40 is electrically connected to the inner electrode surface 44a by being in surface contact with the inner electrode surface 44a. In the present embodiment, the extending portion 40b is formed integrally with the main body portion 40a and in a substantially plate shape. The inner electrode terminal 40 is made of a metal material such as stainless steel.

外側電極端子42は、図5に示すように、断面略C字形状の本体部分42aと、延出部分42bとを有している。本体部分42aは、燃料電池セル4の一方の端部4aにおいて、外側電極面48aを略全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続されている。延出部分42bは、本体部分42aから燃料電池セル4の外側方向に伸びその後長手方向に延びている。本体部分42aは、その内周面が外側の電極層48の外側電極面48aと当接している。すなわち、外側電極端子42は、外側電極面48aに面接触することにより該外側電極面48aに電気的に接続されている。本実施形態では、延出部分42bは、本体部分42aと一体に且つ略板状に形成されている。外側電極端子42は、内側電極端子40と同じく、例えばステンレス鋼等の金属材料からなる。   As shown in FIG. 5, the outer electrode terminal 42 includes a main body portion 42a having a substantially C-shaped cross section and an extending portion 42b. The main body portion 42a is disposed at one end 4a of the fuel cell 4 so as to cover the outer electrode surface 48a from the outside over substantially the entire circumference and is electrically connected thereto. The extending portion 42b extends from the main body portion 42a in the outer direction of the fuel cell 4 and then extends in the longitudinal direction. The inner peripheral surface of the main body portion 42 a is in contact with the outer electrode surface 48 a of the outer electrode layer 48. That is, the outer electrode terminal 42 is electrically connected to the outer electrode surface 48a by being in surface contact with the outer electrode surface 48a. In the present embodiment, the extending portion 42b is formed integrally with the main body portion 42a and in a substantially plate shape. As with the inner electrode terminal 40, the outer electrode terminal 42 is made of a metal material such as stainless steel.

続いて、燃料電池セルスタック400について、図6及び図7を参照しながら説明する。図6では、後述する接続端子52の図示を省略している。燃料電池セルスタック400は、16本の燃料電池セルユニット30と、支持板400aとを備えている。支持板400aは矩形であり、それぞれ、燃料電池セルユニット30を2列×8行で支持するように燃料電池セル4の一方の端部4aの管状部分に嵌合する貫通孔(図に明示しない)を有している。支持板400aは、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成されている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア、チタニアなどを用いることが好ましい。   Next, the fuel cell stack 400 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In FIG. 6, connection terminals 52 described later are not shown. The fuel cell stack 400 includes 16 fuel cell units 30 and a support plate 400a. The support plate 400a is rectangular, and each of the support plates 400a is a through-hole (not shown in the figure) that fits into the tubular portion of one end 4a of the fuel cell 4 so as to support the fuel cell unit 30 in 2 columns × 8 rows. )have. The support plate 400a is made of an electrically insulating material, for example, heat resistant ceramics. Specifically, it is preferable to use alumina, zirconia, spinel, forsterite, magnesia, titania or the like.

16本の燃料電池セルユニット30は、それらが電気的に直列に接続されるように配列されている。詳細には、燃料電池セルユニット30は、一つの燃料電池セルユニット30(第2の燃料電池セルとしての燃料電池セル4を含む)の内側電極端子40と、該燃料電池セルユニット30に隣接した一つの燃料電池セルユニット30(第1の燃料電池セルとしての燃料電池セル4を含む)の外側電極端子42とが接続端子52により電気的に接続されている。接続端子52は、内側電極端子40の延出部分40bと外側電極端子42の延出部分42bとを挟持するようにして、延出部分40b,42bに固定される。接続端子52の固定方法としては、かしめ、はんだ付け、ろう付け、又はレーザ溶接等が挙げられる。接続端子52は、内側電極端子40や外側電極端子42と同じく、例えばステンレス鋼等の金属材料からなる。接続端子52は、導電部材として機能する。   The 16 fuel cell units 30 are arranged so that they are electrically connected in series. Specifically, the fuel cell unit 30 is adjacent to the inner electrode terminal 40 of one fuel cell unit 30 (including the fuel cell 4 as the second fuel cell) and the fuel cell unit 30. An outer electrode terminal 42 of one fuel cell unit 30 (including the fuel cell 4 as the first fuel cell) is electrically connected by a connection terminal 52. The connection terminal 52 is fixed to the extension portions 40b and 42b so as to sandwich the extension portion 40b of the inner electrode terminal 40 and the extension portion 42b of the outer electrode terminal 42. Examples of the method for fixing the connection terminal 52 include caulking, soldering, brazing, or laser welding. The connection terminal 52 is made of a metal material such as stainless steel, for example, like the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42. The connection terminal 52 functions as a conductive member.

隣接する内側電極端子40の延出部分40bと外側電極端子42の延出部分42bとは、外側電極端子42の延出部分42bが上述したように外側方向に屈曲していることから、燃料電池セルスタック400に配列した状態で、近接する。これにより、接続端子52を用いた接続作業を容易に行うことができる。   Since the extended portion 40b of the adjacent inner electrode terminal 40 and the extended portion 42b of the outer electrode terminal 42 are bent outward as described above, the fuel cell It approaches in the state arranged in the cell stack 400. Thereby, the connection work using the connection terminal 52 can be easily performed.

延出部分42bは、燃料電池セル4の外側方向に伸びていることから、同一の燃料電池セルユニット30において、内側電極端子40や内側の電極層44等と接触し難い構成となっている。これにより、外側電極端子42と、内側電極端子40及び内側の電極層44とのショート発生を防止することができる。   Since the extended portion 42 b extends in the outer direction of the fuel cell 4, the extended portion 42 b is configured not to come into contact with the inner electrode terminal 40, the inner electrode layer 44, or the like in the same fuel cell unit 30. Thereby, it is possible to prevent the short-circuit between the outer electrode terminal 42, the inner electrode terminal 40 and the inner electrode layer 44.

直列に接続された16本の燃料電池セルユニット30の両端部の内側電極端子40及び外側電極端子42にはそれぞれ、外部と電気的な接続を行うための外部端子(不図示)が設けられている。各燃料電池セルスタック400の外部端子は電気的に直列に接続されていて、その両端には電極棒(不図示)に接続されている。   The inner electrode terminals 40 and the outer electrode terminals 42 at both ends of the 16 fuel cell units 30 connected in series are provided with external terminals (not shown) for electrical connection with the outside. Yes. The external terminals of each fuel cell stack 400 are electrically connected in series, and both ends thereof are connected to electrode bars (not shown).

図1に戻り、燃料電池モジュールFCについて説明する。カバー部材1は、正面側の側壁(不図示)と、燃料電池セルユニット30の配列方向の側壁101,102と、背面側の側壁103と、天井104とによって直方体状に形成されている。側壁101の下端部には、フランジ部1aが形成されている。カバー部材1のフランジ部1aをベース部材2に当接させることで、カバー部材1とベース部材2とによって密閉される空間が形成されている。   Returning to FIG. 1, the fuel cell module FC will be described. The cover member 1 is formed in a rectangular parallelepiped shape by a side wall (not shown) on the front side, side walls 101 and 102 in the arrangement direction of the fuel cell units 30, a side wall 103 on the back side, and a ceiling 104. A flange portion 1 a is formed at the lower end portion of the side wall 101. By bringing the flange portion 1 a of the cover member 1 into contact with the base member 2, a space sealed by the cover member 1 and the base member 2 is formed.

カバー部材1とベース部材2とによって形成される内部空間は、仕切り板15によって二つの空間に分離されている。仕切り板15によって分離されている空間の内、燃料電池セルスタック400が配置されている空間が発電室16である。仕切り板15によって分離されている空間の内、他方の空間が排気ガス室17である。   An internal space formed by the cover member 1 and the base member 2 is separated into two spaces by a partition plate 15. Among the spaces separated by the partition plate 15, the space where the fuel cell stack 400 is disposed is the power generation chamber 16. Of the spaces separated by the partition plate 15, the other space is an exhaust gas chamber 17.

仕切り板15にはガスタンク3が載置されている。ガスタンク3には、燃料電池セルスタック400が10個並べて配置されており、ガスタンク3から燃料ガスが、それぞれの燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4に供給される。   The gas tank 3 is placed on the partition plate 15. Ten fuel cell stacks 400 are arranged side by side in the gas tank 3, and fuel gas is supplied from the gas tank 3 to the fuel cell 4 constituting each fuel cell stack 400.

より具体的には、ガスタンク3の上面には、燃料電池セルスタック400の支持板400aとほぼ同じ形状の開口部(不図示)が設けられており、その開口部に支持板400aを密接させてガスタンク3と各燃料電池セルスタック400とが接続されている。従って、燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4は、その先端部分を上部側に向けてガスタンク3に立設されている。支持板400aは、ガスタンク3の天板の一部を構成している。   More specifically, an opening (not shown) having substantially the same shape as the support plate 400a of the fuel cell stack 400 is provided on the upper surface of the gas tank 3, and the support plate 400a is in close contact with the opening. The gas tank 3 and each fuel cell stack 400 are connected. Therefore, the fuel cells 4 constituting the fuel cell stack 400 are erected on the gas tank 3 with their tip portions facing upward. The support plate 400 a constitutes a part of the top plate of the gas tank 3.

燃料電池セルスタック400がガスタンク3に対して取り付けられた状態では、図7に示すように、燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)の一方の端部4a側が、ガスタンク3内に突出することとなる。これにより、燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)は、ガスタンク3内に突出するガスタンク内突出部を含むこととなる。そして、内側電極端子40及び外側電極端子42は、上述したガスタンク内突出部に配置されるこことなる。   In a state where the fuel cell stack 400 is attached to the gas tank 3, one end 4 a side of the fuel cell 4 (fuel cell unit 30) protrudes into the gas tank 3 as shown in FIG. 7. It becomes. As a result, the fuel cell 4 (fuel cell unit 30) includes a gas tank protrusion protruding into the gas tank 3. And the inner side electrode terminal 40 and the outer side electrode terminal 42 are here arrange | positioned at the protrusion part in a gas tank mentioned above.

外側電極端子42と接続端子52とは、それらの全体がガスタンク3内に配置されている。これにより、外側電極端子42と接続端子52とは、ガスタンク3内に封止されることとなる。もちろん、内側電極端子40も、燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)の一方の端部4a側に配置されていることから、ガスタンク3内に配置されている。   The outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are all disposed in the gas tank 3. Thereby, the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are sealed in the gas tank 3. Of course, the inner electrode terminal 40 is also disposed in the gas tank 3 because it is disposed on the one end 4a side of the fuel cell 4 (fuel cell unit 30).

一方、各燃料電池セル集合体401の上方は、空気と燃料ガスとが混合して燃焼する燃焼部18となっている。燃料ガスは、ガスタンク3から、燃料電池セルユニット30の管内流路30cを通り、燃焼部18に向けて上昇する。また、燃料電池セル4の外側を流れる空気も、燃焼部18に向けて上昇する。背面側の側壁102において燃焼部18に対応する部分には、燃焼ガスと空気との燃焼を開始させるための点火装置19が設けられている。点火装置19により燃料ガスと空気とが混合して燃焼する。燃料電池セル集合体401を構成する燃料電池セル4は、燃焼部18によって上方から加熱される。   On the other hand, above each fuel cell assembly 401 is a combustion section 18 in which air and fuel gas are mixed and burned. The fuel gas rises from the gas tank 3 through the in-pipe flow path 30 c of the fuel cell unit 30 toward the combustion unit 18. Further, the air flowing outside the fuel cell 4 also rises toward the combustion unit 18. An ignition device 19 for starting combustion of combustion gas and air is provided in a portion corresponding to the combustion unit 18 in the rear side wall 102. The ignition device 19 mixes and burns fuel gas and air. The fuel cells 4 constituting the fuel cell assembly 401 are heated from above by the combustion unit 18.

燃料ガスは、燃料ガス供給管8を通って燃料電池モジュールFC内に導入される。燃料ガス供給管8は、仕切り板15に対して立設された配管6Aを介して改質器5に繋がっている。配管6A(改質器5)にはまた、空気供給管(不図示)も繋がっている。燃料ガス供給管8と空気供給管とは、配管6Aに繋がる前に合流しており、改質器5には予め混合された燃料ガスと空気とが供給可能なように構成されている。図1等には明示しないが本実施形態では、燃料ガス供給管8と空気供給管とのそれぞれに電磁弁が取り付けられていて、それぞれの電磁弁は制御部としてのCPUから出力される指示信号に応じて開閉し、改質器5に供給する燃料ガスと空気との比率を変更可能なように構成されている。   The fuel gas is introduced into the fuel cell module FC through the fuel gas supply pipe 8. The fuel gas supply pipe 8 is connected to the reformer 5 via a pipe 6 </ b> A standing upright with respect to the partition plate 15. An air supply pipe (not shown) is also connected to the pipe 6A (the reformer 5). The fuel gas supply pipe 8 and the air supply pipe are joined before being connected to the pipe 6A, and the reformer 5 is configured to be able to supply a premixed fuel gas and air. Although not clearly shown in FIG. 1 and the like, in the present embodiment, electromagnetic valves are attached to the fuel gas supply pipe 8 and the air supply pipe, respectively, and each electromagnetic valve outputs an instruction signal output from a CPU as a control unit. The ratio between the fuel gas and the air supplied to the reformer 5 can be changed.

改質器5に導入された燃料ガス(水蒸気が混合されている場合もあり)及び空気(燃料ガスのみの場合もあり)は、改質器5内に収められている改質触媒によって改質される。改質された燃料ガス及び空気は、配管6B(被改質ガス供給管)を通ってガスタンク3へと供給される。改質器5に対して配管6Aが繋がっている部分と、改質器5に対して配管6Bが繋がっている部分とは、長手方向において一端近傍と他端近傍とに引き離されている。これによって、改質器5に供給された燃料ガス及び空気は改質触媒に十分に触れることが可能となる。また、配管6A,6Bは、図2及び図5に示すように、燃料電池セル4の長手方向からみて改質器5の投影領域内において一直線状に設けられている。つまり、配管6A,6Bは、改質器5の上方側から見て改質器5からはみ出さない領域に設けられている。   The fuel gas (which may be mixed with water vapor) and air (which may be only fuel gas) introduced into the reformer 5 is reformed by the reforming catalyst contained in the reformer 5. Is done. The reformed fuel gas and air are supplied to the gas tank 3 through the pipe 6B (reformed gas supply pipe). The portion where the pipe 6A is connected to the reformer 5 and the portion where the pipe 6B is connected to the reformer 5 are separated from each other in the vicinity of one end and the other end in the longitudinal direction. As a result, the fuel gas and air supplied to the reformer 5 can sufficiently come into contact with the reforming catalyst. Further, as shown in FIGS. 2 and 5, the pipes 6 </ b> A and 6 </ b> B are provided in a straight line in the projection region of the reformer 5 when viewed from the longitudinal direction of the fuel cell 4. That is, the pipes 6 </ b> A and 6 </ b> B are provided in a region that does not protrude from the reformer 5 when viewed from above the reformer 5.

改質器5には、改質触媒が封入されている。改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したもの、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したもの、が適宜用いられる。これらの改質触媒は球体である。   A reforming catalyst is enclosed in the reformer 5. As the reforming catalyst, a catalyst in which nickel is applied to the surface of the alumina sphere and a catalyst in which ruthenium is applied to the surface of the alumina sphere are appropriately used. These reforming catalysts are spheres.

また、カバー部材1の側壁101,102,103、及び天井104は、二重壁構造になっており、その二重壁の間の空間を気体が通過可能なように構成されている。側壁102の内部空間と、天井104の内部空間と、側壁103の内部空間とはそれぞれ繋がっている。側壁102の下部には空気供給管10が連通されていて、空気が供給されるように構成されている。   Further, the side walls 101, 102, 103 and the ceiling 104 of the cover member 1 have a double wall structure, and are configured so that gas can pass through the space between the double walls. The internal space of the side wall 102, the internal space of the ceiling 104, and the internal space of the side wall 103 are connected to each other. An air supply pipe 10 is communicated with the lower portion of the side wall 102 so that air is supplied.

側壁102に供給された空気は、天井104から側壁103へと流れ、その流れる過程において発電室16内から伝わる熱によって加熱されるように構成されている。側壁103へ流れ込んだ空気は、空気流路103aに流れ込むように構成されている。空気流路103aは、側壁101から側壁102へ向けて延びるように形成され、側壁103の内側において仕切り板15の上面近傍に沿って配置されている。空気流路103aには所定間隔をおいて、空気流入孔103bが設けられている。   The air supplied to the side wall 102 flows from the ceiling 104 to the side wall 103, and is heated by heat transmitted from the power generation chamber 16 in the flow process. The air that has flowed into the side wall 103 is configured to flow into the air flow path 103a. The air channel 103 a is formed so as to extend from the side wall 101 toward the side wall 102, and is disposed along the vicinity of the upper surface of the partition plate 15 inside the side wall 103. The air flow path 103a is provided with air inflow holes 103b at a predetermined interval.

側壁103から空気流路103aに流れ込んだ空気は、空気流入孔103bを通って発電室16内へと流れ込むように構成されている。空気流入孔103bを通って発電室16内へと流れ込んだ空気は、燃料電池セル4の外側の通路を通って各燃料電池セル4の下方から上方へと流れる。各燃料電池セル4の上方に至った空気は、各燃料電池セル4の管内流路を通った燃料ガスと合わせて燃焼される。   The air that flows into the air flow path 103a from the side wall 103 is configured to flow into the power generation chamber 16 through the air inflow hole 103b. The air that has flowed into the power generation chamber 16 through the air inflow hole 103 b flows from the lower side to the upper side of each fuel cell 4 through the passage outside the fuel cell 4. The air that reaches the upper side of each fuel battery cell 4 is burned together with the fuel gas that has passed through the pipe flow path of each fuel battery cell 4.

側壁102の内側には、空気流入孔103bを通って各燃料電池セル4の下方から上方に流れる空気を燃焼部18に方向付ける方向付け部20Aが配管6Aに隣接して設けられている。より具体的には、方向付け部20Aは側壁102であって、側壁102が配管6Aに近接して設けられている。   On the inner side of the side wall 102, an orienting portion 20A for directing the air flowing upward from the lower side of each fuel cell 4 to the combustion portion 18 through the air inflow hole 103b is provided adjacent to the pipe 6A. More specifically, the directing portion 20A is a side wall 102, and the side wall 102 is provided close to the pipe 6A.

また、側壁101に内側にも、同様の構造が設けられている。すなわち、側壁102の内側にも各燃料電池セル4の下方から上方に流れる空気を燃焼部18に近づける方向付け部20Bが配管6Bに隣接して設けられている。より具体的には、方向付け部20Bは側壁101であって、側壁101が配管6Bに近接して設けられている。このような方向付け部20A,20Bにより、各燃料電池セル4の下方から上方に流れる空気が、燃料電池セルユニット30の幅方向について改質器5の投影領域内に規制される。   A similar structure is also provided on the inner side of the side wall 101. That is, an orientation portion 20B for bringing the air flowing upward from the lower side of each fuel battery cell 4 closer to the combustion portion 18 is also provided inside the side wall 102 adjacent to the pipe 6B. More specifically, the directing portion 20B is a side wall 101, and the side wall 101 is provided close to the pipe 6B. By such directing portions 20 </ b> A and 20 </ b> B, the air flowing upward from the lower side of each fuel cell 4 is restricted within the projection region of the reformer 5 in the width direction of the fuel cell unit 30.

側壁103の内側上端には、排気ガス流出スリット103cが設けられている。各燃料電池セル4の上方において燃料ガスと空気とが燃焼して発生した排気ガスは、排気ガス流出スリット103cを通って側壁103の内部空間に入る。側壁103へと入り込んだ排気ガスは、側壁103の内部空間を下方へと流れ、排気ガス室17へと至って一時的に貯留される。排気ガス室17へと至った排気ガスは、排気ガス管11を通って燃料電池モジュールFCの外部へと排出される。   An exhaust gas outflow slit 103 c is provided at the inner upper end of the side wall 103. Exhaust gas generated by combustion of fuel gas and air above each fuel cell 4 enters the internal space of the side wall 103 through the exhaust gas outflow slit 103c. The exhaust gas that has entered the side wall 103 flows downward through the internal space of the side wall 103, reaches the exhaust gas chamber 17, and is temporarily stored. The exhaust gas that has reached the exhaust gas chamber 17 is discharged to the outside of the fuel cell module FC through the exhaust gas pipe 11.

以上のように、本実施形態においては、内側電極端子40と外側電極端子42とが備えられ、これらの内側電極端子40と外側電極端子42とが接続端子52により電気的に接続されることとなる。したがって、内側の電極層44及び外側の電極層48の両者に関して、端子40,42,52を用いた接続作業が可能となるため、燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)同士を電気的に接続する際の接続作業性を向上する。   As described above, in the present embodiment, the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42 are provided, and the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42 are electrically connected by the connection terminal 52. Become. Therefore, since connection work using the terminals 40, 42, and 52 is possible for both the inner electrode layer 44 and the outer electrode layer 48, the fuel cell units 4 (fuel cell unit 30) are electrically connected to each other. Improves connection workability when connecting.

また、本実施形態においては、燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)同士の電気的な接続構造が端子40,42,52により実現されているため、各端子40,42,52の接続箇所における接触面積が比較的大きい。この結果、接続箇所における導通抵抗が小さく、燃料電池セルスタック400における集電効率の低下を抑制することができる。   Moreover, in this embodiment, since the electrical connection structure between the fuel cells 4 (fuel cell units 30) is realized by the terminals 40, 42, 52, the connection locations of the terminals 40, 42, 52 are as follows. The contact area at is relatively large. As a result, the conduction resistance at the connection location is small, and a decrease in the current collection efficiency in the fuel cell stack 400 can be suppressed.

更に、本実施形態においては、外側電極端子42と接続端子52とはガスタンク3内に配置されており、ガスタンク3内に封止されているので、外側電極端子42と接続端子52とが発電室16内へと流れ込んだ空気(大気)に曝されるのを防ぐことができる。これにより、外側電極端子42と接続端子52との酸化を防ぎ、外側電極端子42及び接続端子52において導通抵抗が大きくなることはない。なお、内側電極端子40は、燃料電池セル4の内側に配置されていることから、発電室16内へと流れ込んだ空気に曝されない。   Further, in the present embodiment, the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are disposed in the gas tank 3 and are sealed in the gas tank 3, so that the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are connected to the power generation chamber. It is possible to prevent exposure to air (atmosphere) that has flowed into the interior 16. Thereby, the oxidation of the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 is prevented, and the conduction resistance does not increase in the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52. Since the inner electrode terminal 40 is disposed inside the fuel battery cell 4, it is not exposed to the air that has flowed into the power generation chamber 16.

外側電極端子42及び接続端子52の材料として、比較的安価な金属材料(例えば、ステンレス鋼等)を使用することも可能である。この場合には、燃料電池モジュールFCの低コスト化が図られることとなる。また、本体部分40a,42aと延出部分40b,42bとは必ずしも一体に形成される必要はなく、別体の部材から構成されていてもよい。   As a material for the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52, it is also possible to use a relatively inexpensive metal material (for example, stainless steel). In this case, the cost of the fuel cell module FC can be reduced. Further, the main body portions 40a and 42a and the extending portions 40b and 42b are not necessarily formed integrally, and may be formed of separate members.

また、本実施形態においては、各燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)がガスタンク3内に突出するガスタンク内突出部を含んでいる。そして、内側電極端子40と外側電極端子42とは、燃料電池セル4(燃料電池セルユニット30)のガスタンク内突出部に配置されている。これらにより、ガスタンク3への外側電極端子42と接続端子52との封止配置を確実且つ容易に実現することができる。   In this embodiment, each fuel cell 4 (fuel cell unit 30) includes a gas tank protrusion that protrudes into the gas tank 3. And the inner side electrode terminal 40 and the outer side electrode terminal 42 are arrange | positioned at the protrusion part in the gas tank of the fuel cell 4 (fuel cell unit 30). Accordingly, the sealing arrangement of the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 to the gas tank 3 can be realized reliably and easily.

また、本実施形態においては、内側電極端子40は、内側電極面44aに面接触することにより該内側電極面44aに電気的に接続されている。これにより、内側電極面44aと内側電極端子40との接続箇所における導通抵抗の低下を図り、燃料電池セルスタック400における集電性能をより一層向上することができる。   In the present embodiment, the inner electrode terminal 40 is electrically connected to the inner electrode surface 44a by being in surface contact with the inner electrode surface 44a. Thereby, the conduction | electrical_connection resistance in the connection location of the inner side electrode surface 44a and the inner side electrode terminal 40 can be aimed at, and the current collection performance in the fuel cell stack 400 can be improved further.

続いて、本実施形態の各変形例について、図8〜図12を参照しながら説明する。   Then, each modification of this embodiment is demonstrated, referring FIGS. 8-12.

図8に示した変形例では、内側電極端子40の延出部分40b及び外側電極端子42の延出部分42bが幅広に形成されており、内側電極端子40(延出部分40b)と外側電極端子42(延出部分42b)との接触面積の拡大を図っている。これにより、本変形例では、各端子40,42の接続箇所における導通抵抗の更に低減され、燃料電池セルスタック400における集電性能をより一層向上することができる。   In the modification shown in FIG. 8, the extended portion 40b of the inner electrode terminal 40 and the extended portion 42b of the outer electrode terminal 42 are formed wide, and the inner electrode terminal 40 (extension portion 40b) and the outer electrode terminal are formed. The contact area with 42 (extension part 42b) is expanded. Thereby, in this modification, the conduction | electrical_connection resistance in the connection location of each terminal 40 and 42 is further reduced, and the current collection performance in the fuel cell stack 400 can be improved further.

図9〜図11に示した変形例では、各端子40,42,52の形状に関して上述した実施形態と相違する。   In the modification shown in FIGS. 9 to 11, the shape of each terminal 40, 42, 52 is different from the above-described embodiment.

内側電極端子40は、図10に示すように、本体部分40aと、延出部分40bとを有している。本実施形態では、延出部分40bは、本体部分40aと一体に形成されており、本体部分40aから燃料電池セル4の長手方向に延びている。延出部分40bは、本体部分40aと略同一の曲率を有して湾曲している。延出部分40bには、接続端子52を挿通する孔40cが形成されている。   As shown in FIG. 10, the inner electrode terminal 40 has a main body portion 40a and an extended portion 40b. In the present embodiment, the extending portion 40 b is formed integrally with the main body portion 40 a and extends from the main body portion 40 a in the longitudinal direction of the fuel cell 4. The extending portion 40b has a curvature substantially the same as that of the main body portion 40a and is curved. A hole 40c through which the connection terminal 52 is inserted is formed in the extended portion 40b.

外側電極端子42は、図11に示すように、本体部分42aと、延出部分42bとを有している。本実施形態では、延出部分42bは、本体部分42aと一体に形成されており、本体部分42aから燃料電池セル4の長手方向に延びている。延出部分42bは、本体部分42aと略同一の曲率を有して湾曲している。延出部分42bには、接続端子52を挿通する孔42cが形成されている。   As shown in FIG. 11, the outer electrode terminal 42 has a main body portion 42a and an extended portion 42b. In the present embodiment, the extending portion 42 b is formed integrally with the main body portion 42 a and extends from the main body portion 42 a in the longitudinal direction of the fuel cell 4. The extending portion 42b has a curvature substantially the same as that of the main body portion 42a and is curved. A hole 42c through which the connection terminal 52 is inserted is formed in the extending portion 42b.

接続端子52は、略柱形状を呈している。延出部分40bと延出部分42bとは、燃料電池セル4の長手方向に延びていることから、互いに所定の間隔を有して位置している。接続端子52は、延出部分40bと延出部分42bとに掛け渡されて、隣り合う延出部分40b(内側電極端子40)と延出部分42b(外側電極端子42)とを電気的に接続している。接続端子52は、延出部分40bに形成された孔40cと延出部分42bに形成された孔42cとに挿通された状態で延出部分40b,42bに固定されている。   The connection terminal 52 has a substantially column shape. Since the extended portion 40b and the extended portion 42b extend in the longitudinal direction of the fuel cell 4, they are positioned with a predetermined distance from each other. The connection terminal 52 is spanned between the extension part 40b and the extension part 42b, and electrically connects the adjacent extension part 40b (inner electrode terminal 40) and extension part 42b (outer electrode terminal 42). is doing. The connection terminal 52 is fixed to the extension portions 40b and 42b in a state where the connection terminal 52 is inserted into the hole 40c formed in the extension portion 40b and the hole 42c formed in the extension portion 42b.

図9〜図11に示した変形例では、延出部分40b,42bは、本体部分40a,42aと略同一の曲率を有しており、加工が容易な形状とされている。このため、内側電極端子40及び外側電極端子42を比較的安価に提供することができ、燃料電池モジュールFCの低コスト化を図ることができる。   In the modification shown in FIGS. 9 to 11, the extended portions 40 b and 42 b have substantially the same curvature as the main body portions 40 a and 42 a and have a shape that can be easily processed. For this reason, the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42 can be provided relatively inexpensively, and the cost of the fuel cell module FC can be reduced.

図12に示した変形例では、各燃料電池セルユニット30の構成及び配置に関して上述した図9〜図11に示した変形例と相違する。   The modification shown in FIG. 12 is different from the modification shown in FIGS. 9 to 11 described above with respect to the configuration and arrangement of each fuel cell unit 30.

外側電極端子42は、本体部分42aの一部が燃料電池セル4の一方の端部4aと重なると共に本体部分42aの残部が一方の端部4aからはみ出すように、配置されている。内側電極端子40は、燃料電池セル4の一方の端部4aにおいて、本体部分42aが燃料電池セル4内に位置すると共に延出部分40bが一方の端部4aからはみ出すように、配置されている。   The outer electrode terminal 42 is arranged such that a part of the main body portion 42a overlaps with one end 4a of the fuel cell 4 and the remaining portion of the main body portion 42a protrudes from the one end 4a. The inner electrode terminal 40 is arranged at one end 4a of the fuel cell 4 so that the main body portion 42a is located in the fuel cell 4 and the extending portion 40b protrudes from the one end 4a. .

燃料電池セルユニット30は、外側電極端子42の本体部分42aが支持板400aの表面(発電室16に臨む面)から突出しないように、支持板400aに支持されている。本変形例では、燃料電池セルユニット30は、一方の端部4aが支持板400aの裏面(ガスタンク3の底面に対向する面)と略一致するように、支持板400aに支持されている。外側電極端子42は、封止部材54により、発電室16に露出しないように封止されている。これにより、外側電極端子42及び接続端子(不図示)とは、ガスタンク3内に封止されるように配置されることとなる。封止部材54は、電気絶縁性及び耐熱性を有する材料からなる。具体的には、セラミック接着剤やガラスシール材が用いられる。セラミック接着剤としては、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシア、ジルコンなどがベースとなり、バインダー、溶剤などが添加されたものである。またガラスシール材としては、SiO2、B2O3、MgO、CaO、Al2O3、Na2O、K2Oなどが成分として用いられることが好ましい。 The fuel cell unit 30 is supported by the support plate 400a so that the main body portion 42a of the outer electrode terminal 42 does not protrude from the surface of the support plate 400a (the surface facing the power generation chamber 16). In this modification, the fuel cell unit 30 is supported by the support plate 400a such that one end 4a substantially coincides with the back surface of the support plate 400a (the surface facing the bottom surface of the gas tank 3). The outer electrode terminal 42 is sealed by a sealing member 54 so as not to be exposed to the power generation chamber 16. Thereby, the outer electrode terminal 42 and the connection terminal (not shown) are disposed so as to be sealed in the gas tank 3. The sealing member 54 is made of a material having electrical insulation and heat resistance. Specifically, a ceramic adhesive or a glass sealing material is used. As the ceramic adhesive, alumina, zirconia, silica, magnesia, zircon or the like is used as a base, and a binder, a solvent, or the like is added. As the glass seal material, SiO 2, B 2 O 3 , MgO, CaO, Al 2 O 3, Na 2 O, that like K 2 O is used as the component preferable.

外側電極端子42及び接続端子52は、必ずしも、それら全体がガスタンク3内に配置されている必要はない。外側電極端子42及び接続端子52は、図12に示した変形例のように、一部がガスタンク3の内部空間外に位置していても、ガスタンク3内に封止されるように配置されていればよい。もちろん、外側電極端子42及び接続端子52が発電室16内へと流れ込んだ空気(大気)に曝されるのを確実に防止するためには、外側電極端子42及び接続端子52全体がガスタンク3内に配置されていることが好ましい。   The outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are not necessarily arranged in the gas tank 3 as a whole. The outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are arranged so as to be sealed in the gas tank 3 even if a part thereof is located outside the internal space of the gas tank 3 as in the modification shown in FIG. Just do it. Of course, in order to reliably prevent the outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 from being exposed to the air (atmosphere) that has flowed into the power generation chamber 16, the entire outer electrode terminal 42 and the connection terminal 52 are in the gas tank 3. It is preferable to arrange | position.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims. Needless to say, these are also included within the scope of the present invention.

上述した本実施形態において、燃料電池セルスタック400は、16本の燃料電池セル4を直列に電気的に接続しているけれども、接続する燃料電池セル4の数は任意である。また、燃料電池セル4の配置に関し、列及び行の数は上述した実施形態の数に限られず、任意である。   In the present embodiment described above, the fuel cell stack 400 electrically connects 16 fuel cells 4 in series, but the number of fuel cells 4 to be connected is arbitrary. Further, regarding the arrangement of the fuel cells 4, the number of columns and rows is not limited to the number of the above-described embodiments, and is arbitrary.

本実施形態に係る燃料電池モジュールを示す正面図である。It is a front view which shows the fuel cell module which concerns on this embodiment. 燃料電池セル集合体及びガスタンクを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a fuel cell assembly and a gas tank. 燃料電池セルユニットを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel cell unit. 内側電極端子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an inner side electrode terminal. 外側電極端子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an outer side electrode terminal. 燃料電池セルスタックを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel cell stack. 燃料電池セルユニットの配置構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement structure of a fuel cell unit. 本実施形態の変形例に係る燃料電池セルスタックを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fuel cell stack concerning the modification of this embodiment. 本実施形態の変形例に係る燃料電池セルユニットの配置構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement structure of the fuel cell unit which concerns on the modification of this embodiment. 変形例に係る内側電極端子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inner side electrode terminal which concerns on a modification. 変形例に係る外側電極端子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outer side electrode terminal which concerns on a modification. 本実施形態の更なる変形例に係る燃料電池セルユニットの配置構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement structure of the fuel cell unit which concerns on the further modification of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

3…ガスタンク、4…燃料電池セル、16…発電室、17…排気ガス室、18…燃焼部、19…点火装置、30…燃料電池セルユニット、40…内側電極端子、42…外側電極端子、44…内側の電極層、46…電解質層、48…外側の電極層、52…接続端子、54…封止部材、400…燃料電池セルスタック、FC…燃料電池モジュール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Gas tank, 4 ... Fuel cell, 16 ... Power generation chamber, 17 ... Exhaust gas chamber, 18 ... Combustion part, 19 ... Ignition device, 30 ... Fuel cell unit, 40 ... Inner electrode terminal, 42 ... Outer electrode terminal, 44 ... inner electrode layer, 46 ... electrolyte layer, 48 ... outer electrode layer, 52 ... connecting terminal, 54 ... sealing member, 400 ... fuel cell stack, FC ... fuel cell module.

Claims (3)

燃料電池に使用される燃料電池ユニットであって、
開口部を有するガスタンクと、
前記開口部を介して前記ガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に外側電極を有する第1の燃料電池セルと、
前記開口部を介して前記ガスタンク内と連通する内部通路を有すると共に内側電極を有する第2の燃料電池セルと、
前記第1の燃料電池セルの前記外側電極に電気的に接続される外側電極端子と、
前記第2の燃料電池セルの前記内側電極に電気的に接続される内側電極端子と、
前記外側電極端子と前記内側電極端子を電気的に接続する導電部材と、を備えており、
前記外側電極端子と前記導電部材とは、前記ガスタンク内に封止されるように配置されていることを特徴とする燃料電池ユニット。
A fuel cell unit used in a fuel cell,
A gas tank having an opening;
A first fuel battery cell having an internal passage communicating with the gas tank through the opening and having an outer electrode;
A second fuel cell having an internal passage communicating with the gas tank through the opening and having an inner electrode;
An outer electrode terminal electrically connected to the outer electrode of the first fuel cell;
An inner electrode terminal electrically connected to the inner electrode of the second fuel cell;
A conductive member that electrically connects the outer electrode terminal and the inner electrode terminal;
The fuel cell unit, wherein the outer electrode terminal and the conductive member are disposed so as to be sealed in the gas tank.
前記第1及び第2の燃料電池セルは、前記ガスタンク内に突出するガスタンク内突出部をそれぞれ含んでおり、
前記外側電極端子は、前記第1の燃料電池セルの前記ガスタンク内突出部に配置されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池ユニット。
Each of the first and second fuel cells includes a gas tank protruding portion protruding into the gas tank,
2. The fuel cell unit according to claim 1, wherein the outer electrode terminal is disposed in a protruding portion in the gas tank of the first fuel cell.
前記内側電極は、前記第2の燃料電池セルの内側周面に形成されており、
前記内側電極端子は、前記第2の燃料電池セルの前記内側電極に面接触することにより該内側電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の燃料電池ユニット。
The inner electrode is formed on the inner peripheral surface of the second fuel cell,
The fuel cell unit according to claim 1 or 2, wherein the inner electrode terminal is electrically connected to the inner electrode by being in surface contact with the inner electrode of the second fuel cell.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011009037A (en) * 2009-06-25 2011-01-13 Kyocera Corp Fuel cell stack device, fuel cell module and fuel cell device
JP2018045937A (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Toto株式会社 Fuel cell module

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9849034B2 (en) 2011-11-07 2017-12-26 Alcon Research, Ltd. Retinal laser surgery

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07235316A (en) * 1994-02-23 1995-09-05 Fujikura Ltd Cylindrical solid electrolyte fuel cell
JP2002367632A (en) * 2001-06-08 2002-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrical connection technique for ceramics and metal
JP2004139818A (en) * 2002-10-17 2004-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Current collection structure of fuel battery
JP2007095442A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Toto Ltd Solid oxide fuel cell
JP2008071712A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Toto Ltd Fuel cell body, fuel cell unit, fuel cell stack, and fuel cell containing them
JP2008071711A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Toto Ltd Fuel cell structure part, and fuel battery containing it
JP2008071710A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Toto Ltd Fuel cell stack, and fuel battery containing it

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07235316A (en) * 1994-02-23 1995-09-05 Fujikura Ltd Cylindrical solid electrolyte fuel cell
JP2002367632A (en) * 2001-06-08 2002-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrical connection technique for ceramics and metal
JP2004139818A (en) * 2002-10-17 2004-05-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Current collection structure of fuel battery
JP2007095442A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Toto Ltd Solid oxide fuel cell
JP2008071712A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Toto Ltd Fuel cell body, fuel cell unit, fuel cell stack, and fuel cell containing them
JP2008071711A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Toto Ltd Fuel cell structure part, and fuel battery containing it
JP2008071710A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Toto Ltd Fuel cell stack, and fuel battery containing it

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011009037A (en) * 2009-06-25 2011-01-13 Kyocera Corp Fuel cell stack device, fuel cell module and fuel cell device
JP2018045937A (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Toto株式会社 Fuel cell module

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