JP2014082201A - Fuel cell device - Google Patents

Fuel cell device Download PDF

Info

Publication number
JP2014082201A
JP2014082201A JP2013200006A JP2013200006A JP2014082201A JP 2014082201 A JP2014082201 A JP 2014082201A JP 2013200006 A JP2013200006 A JP 2013200006A JP 2013200006 A JP2013200006 A JP 2013200006A JP 2014082201 A JP2014082201 A JP 2014082201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
fuel
manifold
cell device
absorbing member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013200006A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6222437B2 (en
Inventor
Shuichiro Saigan
修一郎 西願
Akira Kawakami
晃 川上
Chihiro Kobayashi
千尋 小林
Masato Ota
真登 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2013200006A priority Critical patent/JP6222437B2/en
Publication of JP2014082201A publication Critical patent/JP2014082201A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6222437B2 publication Critical patent/JP6222437B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell device that prevents damage to a seal member without reducing power generation efficiency.SOLUTION: A solid oxide fuel cell device 2 has a buffer section 34 for relaxing stress caused on a connecting portion between each fuel cell unit cell 84 and a fuel gas tank 68 by thermal expansion of conductive members (a collector 102 and an external terminal 104). The buffer section 34 is arranged at least either between each fuel cell unit cell 84 and a seal member 32 or between the seal member 32 and the fuel gas tank 68. In high-temperature conditions, the buffer section 34 is deformed so as to allow each fuel cell unit cell 84 to swing with respect to the fuel gas tank 68, while maintaining airtightness between the fuel cell unit cell 84 and the fuel gas tank 68.

Description

本発明は、固体酸化物形の燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell device.

燃料ガス(水素含有ガス)と空気(酸素含有ガス、酸化剤ガス)とを用いて電力を得ることができる複数の単セル(燃料電池セル)をケーシング内に収容し、それら複数の単セルに燃料ガスと空気とを供給して発電する燃料電池装置が種々提案されている。このような燃料電池装置のうち、固体酸化物形の燃料電池装置(SOFC)は、作動時の内部温度が700度から1000度近くにまで上昇する。このため、部品をシールする部材として、脆性材料(例えばガラス)からなるシール材が用いられる。下記特許文献1には、セラミック製又は金属製のセル支持板(マニホールド天板)と燃料電池セルとの間をガラスシール材でシールする燃料電池装置が開示され、下記特許文献2には、セラミック製の下支持板(マニホールド天板)と燃料電池セルとの間をガラスシール材でシールする燃料電池装置が開示され、下記特許文献3には、金属製の保持部材と燃料電池セルとをガラスシール材でシールする燃料電池装置が開示されている。   A plurality of single cells (fuel cell) that can obtain electric power using fuel gas (hydrogen-containing gas) and air (oxygen-containing gas, oxidant gas) are accommodated in the casing, Various fuel cell devices that generate power by supplying fuel gas and air have been proposed. Among such fuel cell devices, in the solid oxide fuel cell device (SOFC), the internal temperature during operation rises from 700 degrees to nearly 1000 degrees. For this reason, a sealing material made of a brittle material (for example, glass) is used as a member for sealing the component. The following Patent Document 1 discloses a fuel cell device that seals between a ceramic or metal cell support plate (manifold top plate) and a fuel cell with a glass sealing material. A fuel cell device is disclosed in which a gap between a lower support plate (manifold top plate) made of fuel and a fuel battery cell is sealed with a glass sealing material. Patent Document 3 below discloses that a metal holding member and a fuel battery cell are made of glass. A fuel cell device that seals with a sealing material is disclosed.

特開2007−265750号公報JP 2007-265750 A 特開2010−97795号公報JP 2010-97795 A 特開2005−183376号公報JP 2005-183376 A

複数の単セルが互いに略平行な状態でマニホールドの上面に立設配置されており、隣り合う単セル同士が導電部材によって接続された構成の燃料電池装置においては、作動中、単セルとマニホールドとの接続部分に応力が集中し、当該部分が破損してしまうという問題が生じる場合がある。   In a fuel cell device in which a plurality of single cells are arranged upright on the upper surface of the manifold in a state of being substantially parallel to each other, and adjacent single cells are connected by a conductive member, There may be a problem that stress is concentrated on the connecting portion of the wire and the portion is damaged.

これは、複数の単セルを配列したセルスタックにおいては、配列の周囲よりも中央部分の方が高温となる傾向があるため、導電部材によって互いに接続(拘束)された状態のままで各単セルの熱膨張量に差が生じる結果、各単セルとマニホールドとの接続部分(単セルの下端)を中心に単セルが揺動してしまうことによるものである。当該揺動によって、単セルとマニホールドとの間に配置されたシール材が破損してしまうと、内部の燃料ガスが漏洩し、燃料電池装置の発電性能が低下してしまう。   This is because in a cell stack in which a plurality of single cells are arranged, the central portion tends to be hotter than the periphery of the arrangement, so that each single cell remains connected (constrained) by a conductive member. As a result of the difference in the amount of thermal expansion, the single cell oscillates around the connection portion (the lower end of the single cell) between each single cell and the manifold. If the sealing material disposed between the single cell and the manifold is damaged due to the swing, the internal fuel gas leaks, and the power generation performance of the fuel cell device is degraded.

上記のようなセルの揺動を防止するためには、導電部材によるセルの拘束が弱くなるように、導電部材の形状を容易に弾性変形し得るような形状(例えば、屈曲した板形状や蛇腹形状)とすることも考えられる。しかし、その場合には導電部材の電気抵抗が大きくなってしまうため、燃料電池装置の発電効率が低下してしまうという問題が生じてしまう。   In order to prevent the cell from swinging as described above, the shape of the conductive member can be easily elastically deformed (for example, a bent plate shape or a bellows) so that the restraint of the cell by the conductive member is weakened. Shape). However, in that case, since the electrical resistance of the conductive member increases, there arises a problem that the power generation efficiency of the fuel cell device decreases.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電効率を低下させることなく、シール材の破損を防止することのできる燃料電池装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a fuel cell device capable of preventing the seal material from being damaged without lowering the power generation efficiency.

上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池装置は、固体酸化物形の燃料電池装置であって、互いに略平行な状態で立設配置された複数の燃料電池セルと、それぞれの前記燃料電池セルの下端が固定されており、当該下端から前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するマニホールドと、前記燃料電池セルと前記マニホールドとの間に配置された、脆性材料からなるシール材と、前記燃料電池セルの下端よりも上方側に配置され、隣り合う前記燃料電池セル同士を接続する導電部材と、前記導電部材の熱膨張に伴って前記燃料電池セルと前記マニホールドとの接続部分に生じる応力を緩和するための応力吸収部材と、を備え、前記応力吸収部材は、前記燃料電池セルと前記シール材との間、又は、前記シール材と前記マニホールドとの間のうち少なくとも一方に配置されており、高温時においては、前記燃料電池セルと前記マニホールドとの間における気密性を保ちながら、前記燃料電池セルが前記マニホールドに対して揺動することを許容するように変形するものであることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a fuel cell device according to the present invention is a solid oxide fuel cell device, and includes a plurality of fuel cells arranged upright in a substantially parallel state to each other, and A lower end of the fuel battery cell is fixed, a manifold that supplies fuel gas from the lower end to the fuel battery cell, a sealing material that is disposed between the fuel battery cell and the manifold, and made of a brittle material, A conductive member that is disposed above the lower end of the fuel battery cell and connects the adjacent fuel battery cells, and is generated at a connection portion between the fuel battery cell and the manifold due to thermal expansion of the conductive member. A stress absorbing member for relieving stress, wherein the stress absorbing member is between the fuel cell and the sealing material or between the sealing material and the manifold. The fuel cell is allowed to swing with respect to the manifold while maintaining airtightness between the fuel cell and the manifold at a high temperature. It is characterized by being deformed.

本発明に係る燃料電池装置は、固体酸化物形の燃料電池装置であって、燃料電池セルとマニホールドとを備えている。   The fuel cell device according to the present invention is a solid oxide fuel cell device, and includes a fuel cell and a manifold.

燃料電池セルは複数備えられており、互いに略平行な状態で、後述のマニホールドの上に立設配置されている。燃料電池セルは所謂単セルと称されるものであって、それぞれが燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電する。   A plurality of fuel cells are provided, and are arranged upright on a manifold, which will be described later, in a state substantially parallel to each other. The fuel cell is a so-called single cell, and each generates power by receiving supply of fuel gas and oxidant gas.

マニホールドは、燃料電池セルに燃料ガスを供給するための容器である。マニホールドは、その上面にそれぞれの燃料電池セルの下端が固定されており、当該下端から各燃料電池セルに燃料ガスを供給する。また、各燃料電池セルとマニホールドとの間には、脆性材料からなるシール材が配置されている。このようなシール材としては、例えばガラスやセラミックスが用いられる。   The manifold is a container for supplying fuel gas to the fuel cells. The lower end of each fuel cell is fixed to the upper surface of the manifold, and fuel gas is supplied to each fuel cell from the lower end. Further, a sealing material made of a brittle material is disposed between each fuel cell and the manifold. As such a sealing material, for example, glass or ceramics is used.

隣り合う燃料電池セル同士は、導電部材によって接続されている。導電部材は、燃料電池セルの下端よりも上方側に配置されており、燃料電池セル同士を機械的に且つ電気的に接続している。導電部材によって燃料電池セル同士が電気的に接続されているため、燃料電池セル全体(セルスタック)から高電圧の電力を出力することが可能となっている。   Adjacent fuel cells are connected by a conductive member. The conductive member is disposed above the lower end of the fuel cells, and mechanically and electrically connects the fuel cells. Since the fuel cells are electrically connected by the conductive member, it is possible to output high-voltage power from the entire fuel cell (cell stack).

ところで、このような構成の燃料電池装置においては、作動中、燃料電池セル毎の温度がばらつく結果、各燃料電池セルの熱膨張量に差が生じる。しかし、隣り合う燃料電池セル同士は導電部材によって互いに接続(拘束)された状態となっているため、熱膨張に伴って燃料電池セルが揺動し、燃料電池セルとマニホールドとの接続部分に応力が生じてしまうことがある。そこで、本発明に係る燃料電池装置では、このような応力を緩和するための応力吸収部材を更に備えている。   By the way, in the fuel cell device having such a configuration, the temperature of each fuel cell varies during operation, resulting in a difference in thermal expansion amount of each fuel cell. However, since adjacent fuel cells are connected (restrained) to each other by the conductive member, the fuel cells swing with thermal expansion, and stress is applied to the connection portion between the fuel cells and the manifold. May occur. Therefore, the fuel cell device according to the present invention further includes a stress absorbing member for relieving such stress.

応力吸収部材は、燃料電池セルとシール材との間、又は、シール材とマニホールドとの間のうち少なくとも一方に配置されている。高温時(燃料電池装置の作動中)において、応力吸収部材は、燃料電池セルとマニホールドとの間における気密性を保ちながら、燃料電池セルがマニホールドに対して揺動することを許容するように変形する。   The stress absorbing member is disposed at least one of between the fuel battery cell and the sealing material or between the sealing material and the manifold. At high temperatures (during operation of the fuel cell device), the stress absorbing member is deformed so as to allow the fuel cell to swing with respect to the manifold while maintaining airtightness between the fuel cell and the manifold. To do.

上記のように、熱膨張量の差に起因して燃料電池セルが揺動した場合には、当該揺動を許容するように応力吸収部材が変形するため、燃料電池セルとマニホールドとの接続部分における応力が確実に緩和される。その結果、シール材が破損して燃料ガスが漏洩してしまうようなことを防止することができる。   As described above, when the fuel cell swings due to the difference in thermal expansion amount, the stress absorbing member is deformed to allow the swing, so that the connecting portion between the fuel cell and the manifold The stress at is reliably relieved. As a result, it is possible to prevent the fuel gas from leaking due to breakage of the sealing material.

また、導電部材の形状を、容易に弾性変形し得るような形状とする必要はなく、例えば単純な平板状とすることができる。このため、導電部材の電気抵抗が大きくなってしまうことはなく、燃料電池装置の発電効率が低下してしまうという問題が生じることはない。   Further, the shape of the conductive member does not have to be a shape that can be easily elastically deformed, and can be a simple flat plate, for example. For this reason, the electric resistance of the conductive member does not increase, and the power generation efficiency of the fuel cell device does not decrease.

また、本発明に係る燃料電池装置では、前記シール材と前記応力吸収部材とが上下方向に積層されており、その積層面が水平となっていることも好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, it is also preferable that the sealing material and the stress absorbing member are stacked in the vertical direction, and the stacked surface is horizontal.

シール材や応力吸収部材は、燃料電池セルを下方から支えており、これらには鉛直方向に沿った力(重力)が常に加えられている。このため、燃料電池装置の作動中、応力吸収部材が高温である状態が長時間継続された場合には、応力吸収部材が重力の影響によって次第に変形してしまうことが考えられる。   The sealing material and the stress absorbing member support the fuel cell from below, and a force (gravity) along the vertical direction is always applied thereto. For this reason, when the state in which the stress absorbing member is at a high temperature is continued for a long time during the operation of the fuel cell device, the stress absorbing member may be gradually deformed due to the influence of gravity.

特に、シール材と応力吸収部材との積層面が水平面に対して傾斜している場合(又は垂直な場合)には、応力吸収部材には積層面に沿ったせん断力が加わるため、燃料電池セルが少しずつ下方に沈み込んでしまうことが考えられる。   In particular, when the laminated surface of the sealing material and the stress absorbing member is inclined (or vertical) with respect to the horizontal plane, a shearing force is applied to the stress absorbing member along the laminated surface. May sink down gradually.

そこで、この好ましい態様では、シール材と応力吸収部材とが上下方向に積層されており、その積層面が水平となっている。このため、応力吸収部材に加えられる重力の方向は、積層面に対して垂直となる。すなわち、応力吸収部材には重力による(積層面に沿った)せん断力が殆ど加えられない。その結果、燃料電池セルが少しずつ下方に沈み込んでしまうような現象が生じることもない。   Therefore, in this preferred embodiment, the sealing material and the stress absorbing member are laminated in the vertical direction, and the laminated surface is horizontal. For this reason, the direction of gravity applied to the stress absorbing member is perpendicular to the laminated surface. That is, almost no shear force due to gravity (along the laminated surface) is applied to the stress absorbing member. As a result, a phenomenon that the fuel battery cell sinks downward little by little does not occur.

また、本発明に係る燃料電池装置では、前記燃料電池セルの下端には金属部材が接続されており、前記金属部材のうち、前記応力吸収部材又は前記シール材に対して接合される部分の面積は、前記燃料電池セルの下端面の面積よりも大きいことも好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, a metal member is connected to a lower end of the fuel cell, and an area of a portion of the metal member that is joined to the stress absorbing member or the sealing material. Is preferably larger than the area of the lower end surface of the fuel cell.

この好ましい態様では、燃料電池セルの下端には金属部材が接続されている。この金属部材のうち、応力吸収部材又はシール材に対して接合される部分の面積、すなわち、金属部材に対して下方側から接合される部材との接合面積は、燃料電池セルの下端面の面積よりも大きい。燃料電池セルの下端がより広い面積で支えられるため、燃料電池セルを安定させることができ、燃料電池セルの揺動に伴うシール不良(シール材の破損等)を更に抑制することができる。   In this preferred embodiment, a metal member is connected to the lower end of the fuel cell. Of this metal member, the area of the portion joined to the stress absorbing member or the sealing material, that is, the joint area with the member joined from the lower side to the metal member is the area of the lower end surface of the fuel cell. Bigger than. Since the lower end of the fuel battery cell is supported by a wider area, the fuel battery cell can be stabilized, and seal failure (breakage of the sealing material, etc.) accompanying the oscillation of the fuel battery cell can be further suppressed.

また、本発明に係る燃料電池装置では、前記金属部材は、下方に向かって延びるように形成された延長部を有しており、前記マニホールドの上面には、ぞれぞれの前記燃料電池セルに対応した開口が形成されており、前記燃料電池セルは、前記延長部が前記開口に挿入された状態で前記マニホールドに固定され、前記延長部の側面と前記開口の縁との間には隙間が形成されていることも好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, the metal member has an extension portion formed to extend downward, and the upper surface of the manifold has each of the fuel cell units. The fuel cell is fixed to the manifold with the extension portion inserted into the opening, and a gap is formed between the side surface of the extension portion and the edge of the opening. It is also preferable that is formed.

この好ましい態様では、金属部材が、下方に向かって延びるように形成された延長部を有している。また、マニホールドの上面には、ぞれぞれの燃料電池セルに対応した開口が形成されている。燃料電池セルは、金属部材の延長部がマニホールドの開口に挿入された状態で、マニホールドに固定される。   In this preferred embodiment, the metal member has an extension portion formed so as to extend downward. In addition, openings corresponding to the respective fuel cells are formed on the upper surface of the manifold. The fuel battery cell is fixed to the manifold in a state where the extension portion of the metal member is inserted into the opening of the manifold.

このような構成により、燃料電池装置の内部が高温になり、燃料電池セルや導電部材等が熱膨張した場合であっても、燃料電池セルの下端位置が水平方向に大きく変位してしまうこと(位置ずれ)が防止される。   With such a configuration, even when the inside of the fuel cell device becomes high temperature and the fuel cell or the conductive member is thermally expanded, the lower end position of the fuel cell is greatly displaced in the horizontal direction ( Misalignment) is prevented.

また、延長部の側面と開口の縁との間には隙間が形成されている。燃料電池セルがある程度揺動するための自由度が確保されるため、高温時における金属部材やマニホールドの破損が防止される。   Further, a gap is formed between the side surface of the extension and the edge of the opening. Since the degree of freedom for the fuel cell to swing to some extent is ensured, damage to the metal member and the manifold at high temperatures is prevented.

また、本発明に係る燃料電池装置では、前記応力吸収部材は銀であることが好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, the stress absorbing member is preferably silver.

応力吸収部材として銀を用いた場合には、SOFCの運転温度である700℃近傍でも応力吸収部材が融解してしまうことはなく、燃料電池セルとマニホールドとの間における気密性を保つことができる。また、燃料電池セルがその下端を中心に揺動した場合であっても、応力吸収部材は(銀の延性により)容易に変形するため、シール材が破損して燃料ガスが漏洩してしまうようなことがない。   When silver is used as the stress absorbing member, the stress absorbing member does not melt even near the SOFC operating temperature of 700 ° C., and the airtightness between the fuel cell and the manifold can be maintained. . Even when the fuel cell is swung around its lower end, the stress absorbing member is easily deformed (due to the ductility of silver), so that the sealing material breaks and the fuel gas leaks. There is nothing.

本発明によれば、発電効率を低下させることなく、シール材の破損を防止することのできる燃料電池装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell apparatus which can prevent the failure | damage of a sealing material can be provided, without reducing electric power generation efficiency.

本発明の実施形態における燃料電池セルモジュールを含む燃料電池装置の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance of a fuel cell device including a fuel cell module in an embodiment of the present invention. 図1の中央近傍における断面図であって、図1のA方向から見た断面を示す断面図である。It is sectional drawing in the center vicinity of FIG. 1, Comprising: It is sectional drawing which shows the cross section seen from the A direction of FIG. 図1の中央近傍における断面図であって、図1のB方向から見た断面を示す断面図である。It is sectional drawing in the center vicinity of FIG. 1, Comprising: It is sectional drawing which shows the cross section seen from the B direction of FIG. 図1のケーシングから一部の外板を取り除いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed some outer plates from the casing of FIG. 本実施形態に用いられる燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the fuel cell unit used for this embodiment. 本実施形態における燃料電池セルスタックの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the fuel cell stack in this embodiment. 本実施形態におけるキャップ部及び保持部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the cap part and holding | maintenance part in this embodiment. キャップ部と緩衝部との接合状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the joining state of a cap part and a buffer part. キャップ部と緩衝部との接合状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the joining state of a cap part and a buffer part. 図2に相当する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2, and is a schematic diagram showing flows of power generation air and combustion gas. 図3に相当する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram corresponding to FIG. 3, and is a schematic diagram showing flows of power generation air and combustion gas. 本発明の他の実施形態におけるキャップ部及び保持部を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the cap part and holding | maintenance part in other embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら本発明の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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

最初に、図1を参照しながら、本発明の実施形態である燃料電池装置について説明する。図1に示す燃料電池装置2は、固体酸化物形燃料電池ユニットの一部を構成するものである。この固体酸化物形燃料ユニットは、燃料電池装置2と、補機ユニット(図示せず)とを備える。   First, a fuel cell device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A fuel cell device 2 shown in FIG. 1 constitutes a part of a solid oxide fuel cell unit. This solid oxide fuel unit includes a fuel cell device 2 and an auxiliary unit (not shown).

図1においては、燃料電池装置2の高さ方向をy軸方向としている。このy軸に直交する平面に沿ってx軸及びz軸を定義し、燃料電池装置2の短手方向に沿った方向をx軸方向とし、燃料電池装置2の長手方向に沿った方向をz軸方向としている。図2以降において図中に記載しているx軸、y軸、及びz軸は、図1におけるx軸、y軸、及びz軸を基準としている。また、z軸の負方向に沿った方向をA方向とし、x軸の正方向に沿った方向をB方向としている。   In FIG. 1, the height direction of the fuel cell device 2 is the y-axis direction. The x axis and the z axis are defined along a plane perpendicular to the y axis, the direction along the short direction of the fuel cell device 2 is defined as the x axis direction, and the direction along the longitudinal direction of the fuel cell device 2 is defined as z. Axial direction. The x-axis, y-axis, and z-axis described in FIG. 2 and thereafter are based on the x-axis, y-axis, and z-axis in FIG. Further, the direction along the negative direction of the z axis is the A direction, and the direction along the positive direction of the x axis is the B direction.

燃料電池装置2は、燃料電池セル(詳細は後述する)を収容するケーシング56と、ケーシング56の上部に設けられている熱交換器22とを備える。ケーシング56の内部は密封空間となっている。ケーシング56には、被改質ガス供給管60と、水供給管62とが繋げられている。一方、熱交換器22には、発電用空気導入管74と、燃焼ガス排出管82とが繋げられている。   The fuel cell device 2 includes a casing 56 that houses fuel cells (details will be described later), and a heat exchanger 22 provided on the upper portion of the casing 56. The inside of the casing 56 is a sealed space. A reformed gas supply pipe 60 and a water supply pipe 62 are connected to the casing 56. On the other hand, a power generation air introduction pipe 74 and a combustion gas discharge pipe 82 are connected to the heat exchanger 22.

被改質ガス供給管60は、ケーシング56の内部に都市ガスといった改質用の被改質ガスを供給する管路である。水供給管62は、被改質ガスを水蒸気改質する際に用いられる水を供給する管路である。発電用空気導入管74は、改質後の燃料ガスと発電反応を起こさせるための発電用空気(酸化剤ガス)を供給する管路である。燃焼ガス排出管82は、発電反応後の燃料ガスが燃焼した結果生じる燃焼ガスを排出する管路である。   The to-be-reformed gas supply pipe 60 is a pipe line that supplies a to-be-reformed gas for reforming such as city gas into the casing 56. The water supply pipe 62 is a pipe for supplying water used when steam reforming the gas to be reformed. The power generation air introduction pipe 74 is a pipe for supplying power generation air (oxidant gas) for causing a power generation reaction with the reformed fuel gas. The combustion gas discharge pipe 82 is a pipe line that discharges the combustion gas generated as a result of combustion of the fuel gas after the power generation reaction.

続いて、図2〜図4を参照しながら、燃料電池装置2の内部について説明する。図2は、燃料電池装置2をその中央近傍において図1のA方向から見た断面図である。図3は、燃料電池装置2をその中央近傍において図1のB方向から見た断面図である。図4は、図1に示す燃料電池装置2から燃料電池セル集合体を覆うケーシング56の一部を取り外した状態を示す斜視図である。   Next, the inside of the fuel cell device 2 will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell device 2 as viewed from the direction A in FIG. 1 in the vicinity of the center thereof. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell device 2 as viewed from the direction B in FIG. 1 in the vicinity of the center thereof. FIG. 4 is a perspective view showing a state where a part of the casing 56 covering the fuel cell assembly is removed from the fuel cell device 2 shown in FIG.

図2〜図4に示すように、燃料電池装置2の燃料電池セル集合体12は、ケーシング56により全体が覆われている。図4に示すように、燃料電池セル集合体12は、全体としてB方向よりA方向の方が長いほぼ直方体形状であり、改質器20側の上面、燃料ガスタンク68(ガスマニホールド)側の下面、図4のA方向に沿って延びる長辺側面と、図4のB方向に沿って延びる短辺側面と、を備えている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the fuel cell assembly 12 of the fuel cell device 2 is entirely covered with a casing 56. As shown in FIG. 4, the fuel cell assembly 12 as a whole has a substantially rectangular parallelepiped shape that is longer in the A direction than in the B direction. The upper surface on the reformer 20 side and the lower surface on the fuel gas tank 68 (gas manifold) side. , A long side surface extending along the direction A in FIG. 4 and a short side surface extending along the direction B in FIG.

本実施形態の場合、水供給管62から供給される水を蒸発させるための蒸発混合器(図に明示しない)は、改質器20の内部に設けられている。蒸発混合器は、燃焼ガスにより加熱され、水を水蒸気にすると共に、この水蒸気と、被改質ガスである燃料ガス(都市ガス)と空気とを混合するためのものである。   In the present embodiment, an evaporating mixer (not explicitly shown) for evaporating the water supplied from the water supply pipe 62 is provided inside the reformer 20. The evaporative mixer is heated by the combustion gas to convert water into water vapor, and to mix this water vapor with fuel gas (city gas) that is a reformed gas and air.

被改質ガス供給管60及び水供給管62は、ケーシング56の内部に導かれた後、共に改質器20に繋がれている。より具体的には、図3に示すように、改質器20の上流端である図中右側の端部に繋がれている。   The reformed gas supply pipe 60 and the water supply pipe 62 are both connected to the reformer 20 after being led into the casing 56. More specifically, as shown in FIG. 3, the reformer 20 is connected to an end on the right side in the drawing, which is an upstream end of the reformer 20.

改質器20は、燃料電池セル集合体12の上方に形成された燃焼室18の更に上方に配置されている。したがって、改質器20は、発電反応後の残余の燃料ガス及び空気による燃焼熱によって熱せられ、蒸発混合器としての役割と、改質反応を起こす改質器としての役割とを果たすように構成されている。   The reformer 20 is disposed further above the combustion chamber 18 formed above the fuel cell assembly 12. Accordingly, the reformer 20 is heated by the combustion heat of the remaining fuel gas and air after the power generation reaction, and is configured to serve as an evaporative mixer and a reformer that causes a reforming reaction. Has been.

改質器20の下流端(図3の左端)には、燃料供給管66の上端が接続されている。この燃料供給管66の下端側66aは、燃料ガスタンク68内に入り込むように配置されている。   The upper end of the fuel supply pipe 66 is connected to the downstream end of the reformer 20 (the left end in FIG. 3). The lower end side 66 a of the fuel supply pipe 66 is disposed so as to enter the fuel gas tank 68.

図2〜図4に示すように、燃料ガスタンク68は、燃料電池セル集合体12の真下に設けられている。燃料ガスタンク68は、以下のようにして各燃料電池セルに燃料ガスを分配供給する。燃料ガスタンク68内に挿入された燃料供給管66の下端側66aの外周には、長手方向(A方向)に沿って複数の小穴(図示せず)が形成されている。改質器20で改質された燃料ガスは、これら複数の小穴(図示せず)によって燃料ガスタンク68内に長手方向に均一に供給されるようになっている。燃料ガスタンク68に供給された燃料ガスは、燃料ガスタンク68の一部である保持部30の開口を通過した後、燃料電池セル集合体12を構成する各燃料電池セルユニット16の内側にある燃料ガス流路(詳細は後述する)内に供給され、燃料電池セルユニット16内を上昇して、燃焼室18に至るようになっている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the fuel gas tank 68 is provided directly below the fuel cell assembly 12. The fuel gas tank 68 distributes and supplies fuel gas to each fuel cell as follows. A plurality of small holes (not shown) are formed in the outer periphery of the lower end side 66a of the fuel supply pipe 66 inserted into the fuel gas tank 68 along the longitudinal direction (A direction). The fuel gas reformed by the reformer 20 is uniformly supplied in the longitudinal direction into the fuel gas tank 68 through the plurality of small holes (not shown). The fuel gas supplied to the fuel gas tank 68 passes through the opening of the holding portion 30 that is a part of the fuel gas tank 68 and then is located inside each fuel cell unit 16 constituting the fuel cell assembly 12. It is supplied into a flow path (details will be described later), and moves up in the fuel cell unit 16 to reach the combustion chamber 18.

続いて、図5を参照しながら、燃料電池セルユニット16について説明する。図5は、本実施形態の燃料電池セルユニット16を示す部分断面図である。   Next, the fuel cell unit 16 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the fuel cell unit 16 of the present embodiment.

図5に示すように、燃料電池セルユニット16は、燃料電池セル84と、この燃料電池セル84の上下方向端部にそれぞれ接続された内側電極端子86とを備えている。   As shown in FIG. 5, the fuel cell unit 16 includes a fuel cell 84 and inner electrode terminals 86 respectively connected to the vertical ends of the fuel cell 84.

燃料電池セル84は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路88を形成する円筒形の内側電極層90と、円筒形の外側電極層92と、内側電極層90と外側電極層92との間にある電解質層94とを備えている。この内側電極層90は、燃料ガスが通過する燃料極であり、(−)極となり、一方、外側電極層92は、空気と接触する空気極であり、(+)極となっている。   The fuel cell 84 is a tubular structure extending in the vertical direction, and includes a cylindrical inner electrode layer 90 that forms a fuel gas flow path 88 therein, a cylindrical outer electrode layer 92, an inner electrode layer 90, and an outer side. An electrolyte layer 94 is provided between the electrode layer 92 and the electrode layer 92. The inner electrode layer 90 is a fuel electrode through which fuel gas passes and becomes a (−) electrode, while the outer electrode layer 92 is an air electrode in contact with air and becomes a (+) electrode.

燃料電池セルユニット16の上端側と下端側に取り付けられた内側電極端子86は、同一構造であるため、ここでは、下端側に取り付けられた内側電極端子86について具体的に説明する。内側電極層90の下部90aは、電解質層94と外側電極層92に対して露出された外周面90bと下端面90cとを備えている。内側電極端子86は、導電性のシール材96を介して内側電極層90の外周面90bと接続され、さらに、内側電極層90の下端面90cと直接接触することで内側電極層90と電気的に接続されている。内側電極端子86の中心部には、内側電極層90の燃料ガス流路88と連通する燃料ガス流路98が形成されている。内側電極端子86及び導電性のシール材96により、燃料電池セル84の端部を覆う導電性のキャップ部36を構成する。   Since the inner electrode terminals 86 attached to the upper end side and the lower end side of the fuel cell unit 16 have the same structure, the inner electrode terminal 86 attached to the lower end side will be specifically described here. The lower part 90 a of the inner electrode layer 90 includes an outer peripheral surface 90 b and a lower end surface 90 c exposed to the electrolyte layer 94 and the outer electrode layer 92. The inner electrode terminal 86 is connected to the outer peripheral surface 90b of the inner electrode layer 90 through a conductive sealing material 96, and is further in direct contact with the lower end surface 90c of the inner electrode layer 90 so as to be electrically connected to the inner electrode layer 90. It is connected to the. A fuel gas passage 98 communicating with the fuel gas passage 88 of the inner electrode layer 90 is formed at the center of the inner electrode terminal 86. The inner electrode terminal 86 and the conductive sealing material 96 constitute a conductive cap portion 36 that covers the end of the fuel cell 84.

内側電極層90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ドとの混合体、の少なくとも一種から形成される。   The inner electrode layer 90 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, and Ni and ceria doped with at least one selected from rare earth elements. The mixture is formed of at least one of Ni and a mixture of lanthanum garade doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu.

電解質層94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。   The electrolyte layer 94 is, 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.

外側電極層92は、例えば、Sr、Caから選ばれた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から選ばれた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から選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀、などの少なくとも一種から形成される。   The outer electrode layer 92 includes, 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 of lanthanum cobaltite doped with at least one selected from the group consisting of silver and silver.

続いて、図6を参照しながら、燃料電池セルスタック14について説明する。図6は、本発実施形態の燃料電池セルスタック14を示す斜視図である。   Next, the fuel cell stack 14 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view showing the fuel cell stack 14 of the present embodiment.

図6に示すように、燃料電池セルスタック14は、16本の燃料電池セルユニット16を備え、これらの燃料電池セルユニット16の下端側及び上端側が、それぞれ、金属製の燃料ガスタンク上板68a及び上支持板100により支持されている。これらの燃料ガスタンク上板68a及び上支持板100には、内側電極端子86が貫通可能な貫通穴(開口)がそれぞれ形成されている。   As shown in FIG. 6, the fuel cell stack 14 includes 16 fuel cell units 16, and the lower end side and the upper end side of these fuel cell units 16 are respectively made of metal fuel gas tank upper plate 68 a and It is supported by the upper support plate 100. The fuel gas tank upper plate 68a and the upper support plate 100 are formed with through holes (openings) through which the inner electrode terminal 86 can pass.

さらに、燃料電池セルユニット16のうち上方側の部分には、集電体102が取り付けられている。この集電体102は、隣り合う燃料電池セルユニット16同士を電気的且つ機械的に接続するものである。集電体102は、燃料極である内側電極層90に取り付けられた内側電極端子86と、隣接する燃料電池セルユニット16の空気極である外側電極層92の外周面と、を電気的且つ機械的に接続している。   Further, a current collector 102 is attached to an upper portion of the fuel cell unit 16. The current collector 102 electrically and mechanically connects adjacent fuel cell units 16. The current collector 102 electrically and mechanically connects the inner electrode terminal 86 attached to the inner electrode layer 90 that is a fuel electrode and the outer peripheral surface of the outer electrode layer 92 that is the air electrode of the adjacent fuel cell unit 16. Connected.

さらに、燃料電池セルスタック14の端に位置する2個の燃料電池セルユニット16の上側端及び下側端の内側電極端子86には、それぞれ外部端子104が接続されている。これらの外部端子104は、隣接する燃料電池セルスタック14の端にある燃料電池セルユニット16の外側電極層92に接続されている。その結果、160本の燃料電池セルユニット16の全てが直列接続されている。   Further, the external terminals 104 are connected to the inner electrode terminals 86 at the upper and lower ends of the two fuel cell units 16 located at the ends of the fuel cell stack 14. These external terminals 104 are connected to the outer electrode layer 92 of the fuel cell unit 16 at the end of the adjacent fuel cell stack 14. As a result, all 160 fuel cell units 16 are connected in series.

このように、燃料電池セルユニット16の下端(燃料ガスタンク68との接続部)よりも上方側には、集電体102及び外部端子104が配置されており、これらによって、隣り合う燃料電池セルユニット16同士が電気的且つ機械的に接続されている。すなわち、集電体102及び外部端子104は、本発明の導電部材に該当する。   As described above, the current collector 102 and the external terminal 104 are arranged above the lower end of the fuel cell unit 16 (the connection portion with the fuel gas tank 68), and the adjacent fuel cell units are thereby arranged. 16 are electrically and mechanically connected. That is, the current collector 102 and the external terminal 104 correspond to the conductive member of the present invention.

燃料電池セルユニット16は、燃料ガスタンク上板68a上に配置された保持部30に対して、その下端が固定されている。保持部30には、上下方向に貫く貫通孔が形成されており、当該貫通孔を介して、燃料ガスタンク68の内部空間と燃料ガス流路98とが連通している。   The lower end of the fuel cell unit 16 is fixed to the holding portion 30 disposed on the fuel gas tank upper plate 68a. The holding portion 30 is formed with a through hole penetrating in the vertical direction, and the internal space of the fuel gas tank 68 and the fuel gas flow path 98 communicate with each other through the through hole.

保持部30は、燃料電池セルユニット16の内側電極端子86を燃料ガスタンク上板68aの貫通穴に挿入して固定する際に用いる部材である。つまり、保持部30は、燃料電池セルユニット16を燃料ガスタンク68に保持する部材として用いられる。   The holding portion 30 is a member used when the inner electrode terminal 86 of the fuel cell unit 16 is inserted and fixed into the through hole of the fuel gas tank upper plate 68a. That is, the holding unit 30 is used as a member that holds the fuel cell unit 16 in the fuel gas tank 68.

図7を参照しながらキャップ部36及び保持部30について説明する。図7は、本発実施形態のキャップ部36及び保持部30を示す部分断面図である。キャップ部36を含む燃料電池セルユニット16と保持部30とにより、燃料電池セルモジュール17を構成する。   The cap part 36 and the holding part 30 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the cap part 36 and the holding part 30 of the present embodiment. The fuel cell unit 17 including the cap portion 36 and the holding portion 30 constitute the fuel cell module 17.

図7に示すように、キャップ部36と保持部30との間には、シール部32が配置される。シール部32は、燃料ガスの漏洩を防止するために、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との間をシールする(気密にする)ものである。シール部32の材料としては、ガラスやセラミックス等の脆性材料を用いることができる。ここで、「ガラス」とは、非晶質ガラス、結晶化ガラス、及び非晶質と結晶質が混在したガラスを含む概念である。また、「非晶質ガラス」とは、ガラス転移を示す(ガラス転移Tgを有する)非晶質(狭義のガラス)のみならず、ガラス転移を示さない非晶質のものも含む概念である。   As shown in FIG. 7, a seal portion 32 is disposed between the cap portion 36 and the holding portion 30. The seal portion 32 seals (air-tightens) between the fuel cell unit 16 and the fuel gas tank 68 in order to prevent leakage of fuel gas. As a material of the seal portion 32, a brittle material such as glass or ceramics can be used. Here, “glass” is a concept including amorphous glass, crystallized glass, and glass in which amorphous and crystalline are mixed. The “amorphous glass” is a concept including not only amorphous (glass having a glass transition Tg) exhibiting a glass transition (a glass in a narrow sense) but also amorphous having no glass transition.

ところで、以上のような構成の燃料電池装置2においては、作動中、燃料電池セルユニット16毎の温度がばらつく結果、各燃料電池セルユニット16の熱膨張量に差が生じる。しかし、隣り合う燃料電池セルユニット16同士は導電部材(集電体102、外部端子104)によって互いに接続(拘束)された状態となっているため、熱膨張に伴って燃料電池セルユニット16が揺動し、燃料ガスタンク68との接続部分(燃料電池セルユニット16の下端)を中心に燃料電池セルユニット16が揺動してしまう場合がある。その結果、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との接続部分に応力が集中して、当該接続部分(特にシール部32)が破損してしまい、内部から燃料ガスが漏洩してしまうことが考えられる。   By the way, in the fuel cell device 2 configured as described above, the temperature of each fuel cell unit 16 varies during operation, resulting in a difference in the amount of thermal expansion of each fuel cell unit 16. However, since the adjacent fuel cell units 16 are connected (restrained) to each other by the conductive members (the current collector 102 and the external terminal 104), the fuel cell units 16 fluctuate with thermal expansion. In some cases, the fuel cell unit 16 may oscillate around the connecting portion with the fuel gas tank 68 (the lower end of the fuel cell unit 16). As a result, stress concentrates on the connecting portion between the fuel cell unit 16 and the fuel gas tank 68, the connecting portion (especially the seal portion 32) is damaged, and the fuel gas leaks from the inside. It is done.

また、シール部32の材料となるガラスやセラミックスは、キャップ部36の材料となる金属に比べて熱膨張係数が小さく、ヤング率も小さいという特性がある。そのため、キャップ部36と保持部30との間をシール部32のみでシールした場合には、燃料電池の運転時等における高温下でシール部32とキャップ部36との熱膨張差が大きくなり、シール部32とキャップ部36との間に発生する応力が更に大きくなってしまう。   Further, the glass or ceramic used as the material of the seal portion 32 has characteristics that the coefficient of thermal expansion is smaller and the Young's modulus is lower than the metal used as the material of the cap portion 36. Therefore, when the gap between the cap portion 36 and the holding portion 30 is sealed only by the seal portion 32, the difference in thermal expansion between the seal portion 32 and the cap portion 36 becomes large at a high temperature during operation of the fuel cell. The stress generated between the seal part 32 and the cap part 36 is further increased.

そこで、燃料電池装置2では、シール部32とキャップ部36との間に緩衝部34を配置することにより、上記のような応力の発生を抑制している。図7に示したように、シール部32と緩衝部34とは上下方向に積層されており、その積層面は水平となっている。   Therefore, in the fuel cell device 2, the occurrence of stress as described above is suppressed by disposing the buffer portion 34 between the seal portion 32 and the cap portion 36. As shown in FIG. 7, the seal part 32 and the buffer part 34 are laminated | stacked on the up-down direction, and the lamination | stacking surface is horizontal.

緩衝部34は、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との接続部分に生じる応力を吸収するために、シール部32とキャップ部36との間に配置された金属部材である。緩衝部34の材料としては、銀、銀を主成分とする合金、銀や銀を主成分とする合金に金属酸化物を少量(数質量%)添加した材料、金、白金のように延性の高い金属を適用することができる。このような材料を用いることで、運転温度の高い固体酸化物型燃料電池装置2の運転時の温度分布においても、安定して、シール部32に発生した応力を吸収することができる。   The buffer portion 34 is a metal member disposed between the seal portion 32 and the cap portion 36 in order to absorb the stress generated at the connection portion between the fuel cell unit 16 and the fuel gas tank 68. As a material of the buffer portion 34, silver, an alloy containing silver as a main component, a material obtained by adding a small amount (several mass%) of a metal oxide to an alloy containing silver or silver as a main component, or a ductile material such as gold or platinum. High metal can be applied. By using such a material, the stress generated in the seal portion 32 can be stably absorbed even in the temperature distribution during operation of the solid oxide fuel cell device 2 having a high operation temperature.

高温時(燃料電池装置2の作動中)において、緩衝部34は、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との間における気密性を保ちながら、燃料電池セルユニット16が燃料ガスタンク68に対して揺動することを許容するように変形する。   When the temperature is high (while the fuel cell device 2 is operating), the buffer 34 maintains the airtightness between the fuel cell unit 16 and the fuel gas tank 68, while the fuel cell unit 16 shakes against the fuel gas tank 68. Deform to allow movement.

上記のように、熱膨張量の差に起因して燃料電池セルユニット16が揺動した場合には、当該揺動を許容するように緩衝部34が変形するため、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との接続部分における応力が確実に緩和される。その結果、シール部32が破損して燃料ガスが漏洩してしまうようなことが防止される。   As described above, when the fuel cell unit 16 swings due to the difference in the amount of thermal expansion, the buffer unit 34 is deformed to allow the swing, so that the fuel cell unit 16 and the fuel The stress at the connection portion with the gas tank 68 is reliably relieved. As a result, it is possible to prevent the fuel gas from leaking due to the seal portion 32 being damaged.

また、導電部材(集電体102、外部端子104)の形状を、容易に弾性変形し得るような形状とする必要はなく、図6に示したような単純な平板状とすることができる。このため、導電部材(集電体102、外部端子104)の電気抵抗が大きくなってしまうことはなく、燃料電池装置2の発電効率が低下してしまうという問題が生じることはない。   Further, the shape of the conductive member (the current collector 102 and the external terminal 104) does not have to be a shape that can be easily elastically deformed, and can be a simple flat plate shape as shown in FIG. For this reason, the electrical resistance of the conductive member (the current collector 102 and the external terminal 104) does not increase, and the power generation efficiency of the fuel cell device 2 does not decrease.

緩衝部34の材料としては、キャップ部36の材料となる金属やシール部32の材料となるガラスよりも柔らかい材料であって、高温時にキャップ部36とシール部32とが熱膨張しても、双方の熱膨張に追従しながら変形可能な材料(緩衝材)から選定されるのが望ましい。   The material of the buffer part 34 is a softer material than the metal that is the material of the cap part 36 or the glass that is the material of the seal part 32, and even if the cap part 36 and the seal part 32 are thermally expanded at high temperatures, It is desirable to select from a material (buffer material) that can be deformed while following both thermal expansions.

キャップ部36の下面のうち、緩衝部34と接合される部分である被接合部37の面積は、燃料電池セル84の下端面90cの面積よりも大きくなっている。このため、燃料電池セル84の下端面90cからシール部32へと伝わる力が分散される。また、燃料電池セル84の下端がより広い面積で支えられるため、燃料電池セル84を安定させることができ、燃料電池セル84の揺動に伴うシール不良(シール部32の破損等)が更に抑制されている。   Of the lower surface of the cap part 36, the area of the joined part 37 that is a part joined to the buffer part 34 is larger than the area of the lower end face 90 c of the fuel cell 84. For this reason, the force transmitted from the lower end surface 90c of the fuel cell 84 to the seal portion 32 is dispersed. Further, since the lower end of the fuel battery cell 84 is supported by a wider area, the fuel battery cell 84 can be stabilized, and the seal failure (breakage of the seal portion 32, etc.) accompanying the swinging of the fuel battery cell 84 is further suppressed. Has been.

キャップ部36は、下方に向かって延びるように形成された延長部38を有している。延長部38は円筒形状であって、その中心軸が燃料電池セル84の中心軸と一致している。また、延長部38の直径(外径)は、保持部30に形成された開口の直径(内径)よりも僅かに小さい。燃料電池セルユニット16は、延長部38が保持部30の開口内に挿入された状態で、燃料ガスタンク68の上面に固定されている。   The cap part 36 has an extension part 38 formed so as to extend downward. The extension 38 has a cylindrical shape, and the central axis thereof coincides with the central axis of the fuel cell 84. Further, the diameter (outer diameter) of the extension portion 38 is slightly smaller than the diameter (inner diameter) of the opening formed in the holding portion 30. The fuel cell unit 16 is fixed to the upper surface of the fuel gas tank 68 with the extended portion 38 inserted into the opening of the holding portion 30.

このような構成により、燃料電池装置2の内部が高温になり、燃料電池セルユニット16や導電部材(集電体102、外部端子104)等が熱膨張した場合であっても、燃料電池セルユニット16の下端位置が水平方向に大きく変位してしまうこと(位置ずれ)がない。   With such a configuration, even when the inside of the fuel cell device 2 becomes high temperature and the fuel cell unit 16, the conductive member (the current collector 102, the external terminal 104) and the like are thermally expanded, the fuel cell unit The lower end position of 16 is not greatly displaced in the horizontal direction (position shift).

また、延長部38の側面と保持部30の開口の縁(内側面)との間には不図示の隙間が形成されている。このような構成により、燃料電池セルユニット16がある程度揺動するための自由度が確保されるため、高温時におけるキャップ部36や燃料ガスタンク68(保持部30)の破損が防止される。   Further, a gap (not shown) is formed between the side surface of the extension portion 38 and the edge (inner side surface) of the opening of the holding portion 30. With such a configuration, a degree of freedom for the fuel cell unit 16 to swing to some extent is secured, so that the cap part 36 and the fuel gas tank 68 (holding part 30) are prevented from being damaged at high temperatures.

また、例えば、運転中にセルスタック内に温度分布が発生して燃料電池セル84が応力を受け、燃料電池セル84が傾いたり、動いたりした際に、キャップ部36は燃料電池セル84に固定されているため、燃料電池セル84の姿勢の変化とともにキャップ部36の延長部38も傾こうとするが、延長部38は保持部30の開口に嵌合されているため、保持部30によって延長部38の姿勢の変化が妨げられる。さらに、延長部38の根元側(燃料電池セル84側)よりも先端側(保持部30側)の方が燃料電池セル84の姿勢の変化に伴う変化が大きく影響するが、姿勢の変化が大きい先端側は保持部30で保持されており、姿勢の変化が小さい根元側にシール部32が配置されているため、シール部32には応力がかからず、燃料電池セル84の姿勢の変化は、保持部30で抑えることができる。このようにして、燃料電池セル84の姿勢の変化を抑制することができるため、シール部32に発生する応力を抑制し、シール部32の破損を防ぐことができる。   Further, for example, when the temperature distribution is generated in the cell stack during operation and the fuel cell 84 receives stress, and the fuel cell 84 tilts or moves, the cap portion 36 is fixed to the fuel cell 84. Therefore, the extension portion 38 of the cap portion 36 tends to tilt as the posture of the fuel battery cell 84 changes. However, since the extension portion 38 is fitted into the opening of the holding portion 30, it is extended by the holding portion 30. The change in the posture of the portion 38 is hindered. Further, the change in the posture of the fuel cell 84 is more greatly influenced on the tip side (the holding portion 30 side) than on the base side (the fuel cell 84 side) of the extension portion 38, but the change in the posture is large. Since the tip end side is held by the holding portion 30 and the seal portion 32 is arranged on the base side where the change in posture is small, the seal portion 32 is not stressed, and the change in the posture of the fuel cell 84 is It can be suppressed by the holding unit 30. Thus, since the change of the attitude | position of the fuel battery cell 84 can be suppressed, the stress which generate | occur | produces in the seal part 32 can be suppressed and the damage of the seal part 32 can be prevented.

燃料電池セルモジュール17を製造する際に、緩衝部34を形成する方法について、以下に説明する。   A method of forming the buffer portion 34 when manufacturing the fuel cell module 17 will be described below.

最初に、キャップ部36に銀ペーストを塗布する等して緩衝部34としての層を形成する。続いて、緩衝部34としての層を挟むようにキャップ部36とシール部32とを配置して接合する。これにより、図7で示す本実施形態のように、キャップ部36とシール部32との間に緩衝部34を形成することができる。   First, a layer as the buffer portion 34 is formed by applying a silver paste to the cap portion 36 or the like. Subsequently, the cap part 36 and the seal part 32 are arranged and bonded so as to sandwich the layer as the buffer part 34. Thereby, the buffer part 34 can be formed between the cap part 36 and the seal | sticker part 32 like this embodiment shown in FIG.

ところで、緩衝部34を形成する際に、シール部32側ではなく、キャップ部36側に銀ペーストを塗布することで、キャップ部36とシール部32との間の接着強度を高めることができる。これは、金属製のキャップ部36の表面粗さが、ガラス製のシール部32の表面粗さよりも大きいことによる。   By the way, when the buffer part 34 is formed, the adhesive strength between the cap part 36 and the seal part 32 can be increased by applying the silver paste to the cap part 36 side instead of the seal part 32 side. This is because the surface roughness of the metal cap portion 36 is larger than the surface roughness of the glass seal portion 32.

より詳細に説明すると、シール部32側に銀ペーストを塗布してからキャップ部36を接合した場合には、図8に示すように、キャップ部36と緩衝部34とが対向する領域に、キャップ部36と緩衝部34とがキャップ部36表面上の凸凹の頂点で接触する点接触領域が形成される。   More specifically, when the cap part 36 is joined after the silver paste is applied to the seal part 32 side, the cap part 36 and the buffer part 34 are placed in a region where the cap part 36 and the buffer part 34 face each other as shown in FIG. A point contact region is formed in which the portion 36 and the buffer portion 34 are in contact with each other at an uneven vertex on the surface of the cap portion 36.

これに対して、キャップ部36側に銀ペーストを塗布してからシール部32を接合した場合には、キャップ部36表面上の凸凹を、柔らかい銀ペーストで埋めながら緩衝部34を形成することができる。したがって、この場合には、図9に示すように、キャップ部36と緩衝部34とが対向する領域に、キャップ部36と緩衝部34とがしっかりとくっつく密着領域を形成することができる。   On the other hand, when the seal part 32 is joined after the silver paste is applied to the cap part 36 side, the buffer part 34 can be formed while filling the unevenness on the surface of the cap part 36 with a soft silver paste. it can. Therefore, in this case, as shown in FIG. 9, a close contact area where the cap part 36 and the buffer part 34 firmly adhere to each other can be formed in the area where the cap part 36 and the buffer part 34 face each other.

また、キャップ部36側に銀ペーストを塗布してからシール部32を接合することで、シール部32と緩衝部34との間に点接触領域が形成されたとしても、燃料電池運転時における高温により、シール部32が軟化するため、シール部32と緩衝部34との間に、シール部32と緩衝部34とがしっかりとくっつく密着領域を形成することができる。   Even if a point contact region is formed between the seal part 32 and the buffer part 34 by applying the silver paste to the cap part 36 and then joining the seal part 32, the high temperature during the fuel cell operation As a result, the seal portion 32 is softened, so that a close contact area between the seal portion 32 and the buffer portion 34 can be formed between the seal portion 32 and the buffer portion 34.

このようにキャップ部36と緩衝部34とがしっかりとくっつく密着領域を形成することにより、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との間の気密性をしっかりと保持することができる。   Thus, by forming the contact | adherence area | region where the cap part 36 and the buffer part 34 adhere firmly, the airtightness between the fuel cell unit 16 and the fuel gas tank 68 can be hold | maintained firmly.

また、図12(A)のように、保持部30の上面に銀ペーストを塗布する等して緩衝部34としての層を形成し、続いて、緩衝部34としての層を挟むように保持部30とシール部32とを配置して接合するようにしてもよい。これにより、保持部30とシール部32との間に緩衝部34を形成することができる。この場合にも上述した実施形態において説明したのと同様、保持部30の表面粗さが、ガラス製のシール部32の表面粗さよりも大きいため、保持部30と緩衝部34との間に密着領域を形成することができる。密着領域を形成することにより、燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との間の気密性をしっかりと保持することができる。   Further, as shown in FIG. 12A, a layer as the buffer part 34 is formed by applying silver paste on the upper surface of the holding part 30, and then the holding part so as to sandwich the layer as the buffer part 34. 30 and the seal portion 32 may be arranged and joined. Thereby, the buffer part 34 can be formed between the holding part 30 and the seal part 32. Also in this case, since the surface roughness of the holding portion 30 is larger than the surface roughness of the glass seal portion 32 as described in the above-described embodiment, the holding portion 30 and the buffer portion 34 are in close contact with each other. Regions can be formed. By forming the close contact region, the airtightness between the fuel cell unit 16 and the fuel gas tank 68 can be firmly maintained.

さらに、図12(B)で示すように、キャップ部36の下面と保持部30の上面の両方に銀ペーストを塗布する等して、それぞれ緩衝部34としての層を形成し、続いて緩衝部34としての層を挟むようにキャップ部36とシール部32と保持部30との間に緩衝部34を形成することもできる。この場合には、キャップ部36と緩衝部34との間と、保持部30と緩衝部34との間と、の両側にそれぞれ密着領域を形成することができるため、より一層燃料電池セルユニット16と燃料ガスタンク68との間の気密性をしっかりと保持することができる。   Further, as shown in FIG. 12B, a layer as a buffer portion 34 is formed by applying silver paste on both the lower surface of the cap portion 36 and the upper surface of the holding portion 30, respectively, and then the buffer portion. The buffer portion 34 may be formed between the cap portion 36, the seal portion 32, and the holding portion 30 so as to sandwich the layer 34. In this case, since the close contact regions can be formed on both sides of the cap portion 36 and the buffer portion 34 and between the holding portion 30 and the buffer portion 34, the fuel cell unit 16 is further increased. And the gas tightness between the fuel gas tank 68 can be firmly maintained.

続いて、図2〜図4及び図10、図11を参照しながら、発電用空気を燃料電池装置2の内部へ供給するための構造を説明する。図10は、図2に対応する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す図である。図11は、図3に対応する模式図であって、同様に発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す図である。これらの図に示すように、改質器20の上方に、熱交換器22が設けられている。熱交換器22には、複数の燃焼ガス配管70と、この燃焼ガス配管70の周囲に形成された発電用空気流路72とが設けられている。   Next, a structure for supplying power generation air to the inside of the fuel cell device 2 will be described with reference to FIGS. 2 to 4, 10, and 11. FIG. 10 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2 and shows the flow of power generation air and combustion gas. FIG. 11 is a schematic diagram corresponding to FIG. 3, and similarly shows the flow of power generation air and combustion gas. As shown in these drawings, a heat exchanger 22 is provided above the reformer 20. The heat exchanger 22 is provided with a plurality of combustion gas pipes 70 and a power generation air flow path 72 formed around the combustion gas pipes 70.

熱交換器22の上面における一端側(図3及び図11における右端)には、発電用空気導入管74が取り付けられている。この発電用空気導入管74により、発電用空気流量調整ユニット(図示しない)から、発電用空気が、熱交換器22内に導入されるようになっている。   A power generation air introduction pipe 74 is attached to one end side (the right end in FIGS. 3 and 11) on the upper surface of the heat exchanger 22. With this power generation air introduction pipe 74, power generation air is introduced into the heat exchanger 22 from a power generation air flow rate adjustment unit (not shown).

熱交換器22の上側の他端側(図3及び図11における左端)には、図2に示すように、発電用空気流路72の出口ポート76aが一対形成されている。この出口ポート76aは、一対の連絡流路76につながっている。さらに、燃料電池装置2のケーシング56の幅方向(B方向:短辺側面方向)の両側の外側には、発電用空気供給路77が形成されている。   As shown in FIG. 2, a pair of outlet ports 76 a of the power generation air flow path 72 is formed on the other end side (the left end in FIGS. 3 and 11) on the upper side of the heat exchanger 22. The outlet port 76a is connected to a pair of communication channels 76. Further, a power generation air supply passage 77 is formed on the outer sides of both sides of the casing 56 of the fuel cell device 2 in the width direction (B direction: short side surface direction).

したがって、発電用空気供給路77には、発電用空気流路72の出口ポート76a及び連絡流路76から、発電用空気が供給されるようになっている。この発電用空気供給路77は、燃料電池セル集合体12の長手方向に沿って形成されている。さらに、その下方側であり且つ燃料電池セル集合体12の下方側に対応する位置に、発電室10内の燃料電池セル集合体12の各燃料電池セルユニット16に向けて発電用空気を吹き出すための複数の吹出口78a,78bが形成されている。これらの吹出口78a,78bから吹き出された発電用空気は、各燃料電池セルユニット16の外側に沿って、上方側に流れる。   Therefore, power generation air is supplied to the power generation air supply path 77 from the outlet port 76 a of the power generation air flow path 72 and the communication flow path 76. The power generation air supply path 77 is formed along the longitudinal direction of the fuel cell assembly 12. Furthermore, in order to blow out the air for power generation toward each fuel cell unit 16 of the fuel cell assembly 12 in the power generation chamber 10 at a position corresponding to the lower side of the fuel cell assembly 12 below the fuel cell assembly 12. A plurality of outlets 78a and 78b are formed. The power generation air blown out from these air outlets 78a and 78b flows upward along the outside of each fuel cell unit 16.

続いて、燃料ガスと発電用空気とが燃焼して生成される燃焼ガスを排出するための構造を説明する。燃料電池セルユニット16の上方で発生した燃焼ガスは、燃焼室18内を上昇し、整流板21に至る。整流板21には、開口21aが設けられており、開口21a内に燃焼ガスが導かれる。この開口21aを通った燃焼ガスは、熱交換器22の他端側に至る。熱交換器22内には、燃焼室18で燃料ガスと発電用空気が燃焼して生成された燃焼ガスを排出するための複数の燃焼ガス配管70が設けられている。これらの燃焼ガス配管70の下流端側には、燃焼ガス排出管82が接続され、燃焼ガスが外部に排出されるようになっている。   Subsequently, a structure for discharging combustion gas generated by combustion of fuel gas and power generation air will be described. The combustion gas generated above the fuel cell unit 16 rises in the combustion chamber 18 and reaches the rectifying plate 21. The rectifying plate 21 is provided with an opening 21a, and combustion gas is guided into the opening 21a. The combustion gas that has passed through the opening 21 a reaches the other end side of the heat exchanger 22. In the heat exchanger 22, a plurality of combustion gas pipes 70 are provided for discharging combustion gas generated by combustion of fuel gas and power generation air in the combustion chamber 18. A combustion gas discharge pipe 82 is connected to the downstream end side of these combustion gas pipes 70 so that the combustion gas is discharged to the outside.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

2:燃料電池装置
10:発電室
12:燃料電池セル集合体
14:燃料電池セルスタック
16:燃料電池セルユニット
17:燃料電池セルモジュール
18:燃焼室
20:改質器
21:整流板
21a:開口
22:熱交換器
30:保持部
32:シール部
34:緩衝部
36:キャップ部
37:被接合部
38:延長部
56:ケーシング
60:被改質ガス供給管
62:水供給管
66:燃料供給管
66a:下端側
68:燃料ガスタンク
68a:燃料ガスタンク上板
70:燃焼ガス配管
72:発電用空気流路
74:発電用空気導入管
76:連絡流路
76a:出口ポート
77:発電用空気供給路
78a,78b:吹出口(気流生成部)
82:燃焼ガス排出管
84:燃料電池セル
86:内側電極端子
88:燃料ガス流路
90:内側電極層
90a:下部
90b:外周面
90c:下端面
92:外側電極層
94:電解質層
96:シール材
98:燃料ガス流路
100:上支持板
102:集電体
104:外部端子
2: Fuel cell device 10: Power generation chamber 12: Fuel cell assembly 14: Fuel cell stack 16: Fuel cell unit 17: Fuel cell module 18: Combustion chamber 20: Reformer 21: Rectifying plate 21a: Opening 22: Heat exchanger 30: Holding part 32: Sealing part 34: Buffer part 36: Cap part 37: Part to be joined 38: Extension part 56: Casing 60: Reformed gas supply pipe 62: Water supply pipe 66: Fuel supply Pipe 66a: Lower end side 68: Fuel gas tank 68a: Fuel gas tank upper plate 70: Combustion gas pipe 72: Power generation air flow path 74: Power generation air introduction pipe 76: Communication flow path 76a: Outlet port 77: Power generation air supply path 78a, 78b: Air outlet (airflow generator)
82: Combustion gas discharge pipe 84: Fuel cell 86: Inner electrode terminal 88: Fuel gas flow path 90: Inner electrode layer 90a: Lower part 90b: Outer peripheral surface 90c: Lower end surface 92: Outer electrode layer 94: Electrolyte layer 96: Seal Material 98: Fuel gas flow path 100: Upper support plate 102: Current collector 104: External terminal

Claims (5)

固体酸化物形の燃料電池装置であって、
互いに略平行な状態で立設配置された複数の燃料電池セルと、
それぞれの前記燃料電池セルの下端が固定されており、当該下端から前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するマニホールドと、
前記燃料電池セルと前記マニホールドとの間に配置された、脆性材料からなるシール材と、
前記燃料電池セルの下端よりも上方側に配置され、隣り合う前記燃料電池セル同士を接続する導電部材と、
前記導電部材の熱膨張に伴って前記燃料電池セルと前記マニホールドとの接続部分に生じる応力を緩和するための応力吸収部材と、を備え、
前記応力吸収部材は、
前記燃料電池セルと前記シール材との間、又は、前記シール材と前記マニホールドとの間のうち少なくとも一方に配置されており、
高温時においては、前記燃料電池セルと前記マニホールドとの間における気密性を保ちながら、前記燃料電池セルが前記マニホールドに対して揺動することを許容するように変形するものであることを特徴とする燃料電池装置。
A solid oxide fuel cell device comprising:
A plurality of fuel cells arranged upright in a substantially parallel state;
A lower end of each of the fuel cells is fixed, a manifold for supplying fuel gas from the lower end to the fuel cells,
A sealing material made of a brittle material, disposed between the fuel cell and the manifold;
A conductive member disposed above the lower end of the fuel cell and connecting the adjacent fuel cells; and
A stress absorbing member for relieving stress generated in a connection portion between the fuel battery cell and the manifold in association with thermal expansion of the conductive member,
The stress absorbing member is
Between the fuel cell and the seal material, or at least one of the seal material and the manifold,
The fuel cell is deformed to allow the fuel cell to swing with respect to the manifold while maintaining airtightness between the fuel cell and the manifold at a high temperature. A fuel cell device.
前記シール材と前記応力吸収部材とが上下方向に積層されており、その積層面が水平となっていることを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池装置。   2. The fuel cell device according to claim 1, wherein the sealing material and the stress absorbing member are laminated in a vertical direction, and a laminated surface thereof is horizontal. 前記燃料電池セルの下端には金属部材が接続されており、
前記金属部材のうち、前記応力吸収部材又は前記シール材に対して接合される部分の面積は、前記燃料電池セルの下端面の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池装置。
A metal member is connected to the lower end of the fuel cell,
3. The fuel according to claim 2, wherein an area of a portion of the metal member joined to the stress absorbing member or the sealing material is larger than an area of a lower end surface of the fuel cell. Battery device.
前記金属部材は、下方に向かって延びるように形成された延長部を有しており、
前記マニホールドの上面には、ぞれぞれの前記燃料電池セルに対応した開口が形成されており、
前記燃料電池セルは、前記延長部が前記開口に挿入された状態で前記マニホールドに固定され、
前記延長部の側面と前記開口の縁との間には隙間が形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の燃料電池装置。
The metal member has an extension formed to extend downward,
An opening corresponding to each of the fuel cells is formed on the upper surface of the manifold,
The fuel cell is fixed to the manifold with the extension portion inserted into the opening,
The fuel cell device according to claim 3, wherein a gap is formed between a side surface of the extension and an edge of the opening.
前記応力吸収部材は銀であることを特徴とする、請求項4に記載の燃料電池装置。   The fuel cell apparatus according to claim 4, wherein the stress absorbing member is silver.
JP2013200006A 2012-09-26 2013-09-26 Fuel cell device Active JP6222437B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013200006A JP6222437B2 (en) 2012-09-26 2013-09-26 Fuel cell device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012212756 2012-09-26
JP2012212756 2012-09-26
JP2013200006A JP6222437B2 (en) 2012-09-26 2013-09-26 Fuel cell device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014082201A true JP2014082201A (en) 2014-05-08
JP6222437B2 JP6222437B2 (en) 2017-11-01

Family

ID=50786179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013200006A Active JP6222437B2 (en) 2012-09-26 2013-09-26 Fuel cell device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6222437B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018049699A (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell device
JP2018055914A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 Toto株式会社 Solid oxide fuel battery cell stack
JP2018078048A (en) * 2016-11-10 2018-05-17 アイシン精機株式会社 Solid oxide fuel battery stack, solid oxide fuel cell module and solid oxide fuel cell system
JP2019016538A (en) * 2017-07-07 2019-01-31 日本碍子株式会社 Cell stack device
JP2020035518A (en) * 2018-08-27 2020-03-05 アイシン精機株式会社 Power collection structure and manufacturing method of fuel battery stack
CN115020774A (en) * 2021-02-18 2022-09-06 丰田自动车株式会社 Method and apparatus for manufacturing fuel cell stack

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203581A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Toyota Motor Corp Gas sealing structure of high temperature type fuel cell
JP2004363101A (en) * 2003-06-03 2004-12-24 Hewlett-Packard Development Co Lp Structurally yieldable fuel cell seal
JP2008010357A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Hitachi Ltd Sealing method and sealing structure between materials with different coefficients of thermal expansion as well as solid oxide fuel cell module
JP2011210630A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Toto Ltd Fuel battery cell assembly
JP2011216282A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toto Ltd Fuel battery cell aggregate
JP2011216283A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toto Ltd Fuel cell module
JP2012079518A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Toto Ltd Fuel battery cell aggregate

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002203581A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Toyota Motor Corp Gas sealing structure of high temperature type fuel cell
JP2004363101A (en) * 2003-06-03 2004-12-24 Hewlett-Packard Development Co Lp Structurally yieldable fuel cell seal
JP2008010357A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Hitachi Ltd Sealing method and sealing structure between materials with different coefficients of thermal expansion as well as solid oxide fuel cell module
JP2011210630A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Toto Ltd Fuel battery cell assembly
JP2011216282A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toto Ltd Fuel battery cell aggregate
JP2011216283A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toto Ltd Fuel cell module
JP2012079518A (en) * 2010-09-30 2012-04-19 Toto Ltd Fuel battery cell aggregate

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018049699A (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell device
JP2018055914A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 Toto株式会社 Solid oxide fuel battery cell stack
JP2018078048A (en) * 2016-11-10 2018-05-17 アイシン精機株式会社 Solid oxide fuel battery stack, solid oxide fuel cell module and solid oxide fuel cell system
JP2019016538A (en) * 2017-07-07 2019-01-31 日本碍子株式会社 Cell stack device
JP2020035518A (en) * 2018-08-27 2020-03-05 アイシン精機株式会社 Power collection structure and manufacturing method of fuel battery stack
CN115020774A (en) * 2021-02-18 2022-09-06 丰田自动车株式会社 Method and apparatus for manufacturing fuel cell stack
CN115020774B (en) * 2021-02-18 2024-01-26 丰田自动车株式会社 Method and apparatus for manufacturing fuel cell stack

Also Published As

Publication number Publication date
JP6222437B2 (en) 2017-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6222437B2 (en) Fuel cell device
JP5065367B2 (en) Fuel cell module
JP4981331B2 (en) Fuel cell stack and current collector
JP6213893B2 (en) Solid oxide fuel cell device
JP2011129489A (en) Fuel cell module
JP2012146649A (en) Sealing member for solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell employing the same
JP5551495B2 (en) Fuel cell module
JP2020004726A (en) Solid oxide fuel cell module
JP2011049021A (en) Cell stack device, fuel battery module, and fuel battery device
JP6873944B2 (en) Electrochemical reaction cell stack
JP6760866B2 (en) Electrochemical reaction cell stack
JP2020113428A (en) Fuel battery cell
JP6407069B2 (en) Fuel cell stack
JP5318192B2 (en) FUEL CELL STACK AND METHOD FOR MANUFACTURING FUEL CELL STACK
JP2016207270A (en) Fuel cell stack and power generation module
WO2016175231A1 (en) Fuel cell stack
JP7244470B2 (en) fuel cell power module
JP5831842B2 (en) Fuel cell device
JP6403569B2 (en) Fuel cell hot module
JP6489886B2 (en) Fuel cell module
JP2018014246A (en) Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
JP2017212032A (en) Electrochemical reaction cell stack
JP2022066744A (en) Electrochemical reaction cell stack
JP5811399B2 (en) Fuel cell device
JP2023030901A (en) Electrochemical reaction single cell with separator and electrochemical reaction cell stack

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170524

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170710

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6222437

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250