JP2017152097A

JP2017152097A - 燃料電池セルスタック、及び、固体酸化物形燃料電池装置

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Publication number: JP2017152097A
Application number: JP2016031148A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　真樹; Maki Sato; 真樹佐藤; 保夫柿沼; Yasuo Kakinuma; 悠也高橋; Yuya Takahashi; 暢夫井坂; Nobuo Isaka
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: JP6846110B2

Abstract

【課題】発電反応による急激な熱変動に曝されても燃料電池セルからの良好な電力の出力を維持できるようにする。【解決手段】燃料電池セルスタックは、燃料ガスが供給される内側電極層９０、酸化剤ガスが供給される外側電極層９２、及び、内側電極層９０と外側電極層９２の間に設けられた電解質層９４を有する燃料電池セル８４と、燃料電池セル８４により発電された電力を燃料電池セル８４から取り出す内側電極端子８６と、を備え、燃料電池セル８４は、可撓性の銀箔９１を介して内側電極端子８６に電気的に接続され、銀箔９１は燃料電池セル８４及び内側電極端子８６に銀ペースト９３Ａ、９３Ｂにより接続され、銀箔９１は、燃料電池セル８４及び内側電極端子８６の少なくとも一方に部位により異なる応力が生じた場合に、各部位に生じた応力に応じて追従する帯状部９１Ｂを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、燃料電池セルスタック、及び、この燃料電池セルスタックを備える固体酸化物形燃料電池装置に関する。

固体酸化物形燃料電池装置（Solid Oxide Fuel Cell：以下「ＳＯＦＣ」とも言う）は、電解質として酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両側に電極を取り付け、一方の側に燃料ガスを供給し、他方の側に酸化剤ガス（空気、酸素等）を供給して、これら燃料ガスと酸化剤ガスとの反応により発電を行う燃料電池である。

燃料電池セルから発電した電力は、燃料電池セルを構成する燃料極層及び空気極層に集電部材を接続し、この集電部材を介して取り出される。このような燃料電池セルから発電された電力を取り出す構成として、例えば、特許文献１には、円筒形の燃料電池セルにおいて、内側電極層（燃料極層）と内側電極端子との間を、銀ロウを焼結させてなる銀シール材により電気的に接続する構成が開示されている。

また、特許文献２には、平板状の燃料電池セルにおいて、円形の電解質層の外縁部に円環状に絶縁性バリア層を形成し、絶縁性バリア層の上方に貫通孔を有する箔状の金属箔を積層し、電解質層及び金属箔の内縁部を覆うように空気極層を成膜した構成が開示されている。

また、特許文献３には、平板状の燃料電池セルにおいて、コネクタプレートと電極層（空気極層）との間に金属箔を備えた金属集電体を配置し、供給された発電用ガスの圧力によって金属箔が電極層に向かって膨張することにより電極層と金属箔とが接触し、発電された電力を取り出す構成が開示されている。

国際公開第２０１３／０４７６６７号特開２００５−１９０８６２号公報特開２０１３−１５７２３４号公報

ここで、固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池セルは、発電の際に７００℃以上の高温まで発熱する。このため、固体酸化物形燃料電池セルスタックには、外気温又は室温と、７００℃以上の高温との間の繰り返しの急激な熱変動に耐えうる性能が求められる。そこで、これまでは固体酸化物形燃料電池装置に用いられる構成部品を、熱膨張率が近い材料により構成することにより熱応力を抑えていた。

しかしながら、上述したような燃料電池セルと、この燃料電池セルから発電された電力を取り出すための集電部材とを電気的に接続する導電構造に関しては、これらの機能を保ちながら熱膨張率が近くなるような材料を選択することは極めて困難であった。このため、集電部材と燃料電池セルとの間で熱応力が生じ、クラックの発生などにより燃料電池セルが破損したり、燃料電池セルと集電部材との電通状態が損なわれたりするという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発電反応による急激な熱変動に曝されても燃料電池セルからの良好な電力の出力を維持できるようにすることである。

本発明の燃料電池セルスタックは、燃料ガスと酸化ガスとにより発電を行う燃料電池セルスタックであって、燃料ガスが供給される燃料極層、酸化剤ガスが供給される空気極層、及び、燃料極層と空気極層の間に設けられた固体電解質層を有する燃料電池セルと、燃料電池セルにより発電された電力を燃料電池セルから取り出す集電部材と、を備え、燃料電池セルは、可撓性の箔状の金属部材を介して集電部材に電気的に接続され、箔状の金属部材は燃料電池セル及び集電部材に導電性のろう付け又は導電性のペーストにより接続され、箔状の金属部材は、燃料電池セル及び集電部材の少なくとも一方に部位により異なる応力が生じた場合に、各部位に生じた応力に応じて追従する局所応力追従手段を有する、ことを特徴とする。

上述の通り、燃料電池セルは発電の際に７００℃以上の高温まで発熱するため、熱膨張率の異なる部材の間には熱応力が生じる。特に、箔状の金属部材を燃料電池セル及び集電部材に取り付けるための導電性のろう付けやペーストは、高温に曝されると長時間運転されると大きく収縮し、部材間に熱応力が生じやすい。

これに対して、上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材が撓んだ状態で燃料電池セルと集電部材との間を接続しているため、高温下において熱膨張率の違いにより燃料電池セルと集電部材との間に変位が生じたとしてもこれを吸収することができる。さらに、箔状の金属部材を燃料電池セル及び集電部材に取り付ける導電性のろう付け又はペーストが収縮しても、箔状の金属部材はこの収縮に追従して変形することができる。このため、燃料電池セルに熱応力が作用するのを防止とともに、金属部材の剥離を防止することができる。

ここで、燃料電池セルや集電部材に生じる熱応力は一様ではなく、形状、材質等に応じて、部位によって異なり、局所的に大きな熱応力が作用することがある。これに対して、上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材が局所応力追従手段を有するため、燃料電池セルや集電部材に部位により異なる応力が作用しても、部位ごとに異なる応力に追従して変形するため、燃料電池セルや集電部材の破損や、ろう付けやペーストの剥離を防止できる。

本発明において、好ましくは、局所応力追従手段は、箔状の金属部材に所定の方向に延びるように形成された複数の切り込みにより構成される。
上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材に複数の切り込みを入れるという簡単な構成により、切り込みにより分離された領域の間で熱応力が伝達されないようにできる。これにより、燃料電池セルや集電部材に部位により異なる応力が作用しても、切り込みにより分離された部位ごとに互いに独立して変形することができる。

本発明において、好ましくは、切り込みは、箔状の金属部材の燃料電池セル又は集電部材に接続する側の一端部に到達するように形成されている。
上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材の燃料電池セル又は集電部材に接続する側の一端部に到達するように切込みが形成されているため、燃料電池セル又は集電部材に部位ごとに異なる応力が生じても、箔状の金属部材が接続端部においてこの応力に追従して変形し、他の部位に不均一な応力が伝達されるのを抑止できる。さらに、箔状の金属部材が接続端部で不均一な応力に応じて変形するため、燃料電池セル又は集電部材の破損や、ろう付けやペーストの剥離を効率良く防止できる。

本発明において、好ましくは、箔状の金属部材の一端部は、燃料電池セル又は集電部材に導電性のペーストにより接続されている。
導電性のペーストは、多数の導電材料の粒子を混合しており、焼成後のペーストは微視的に均一な構造とはなっていない。このため、燃料電池を長期運転した際にペーストに生じる熱収縮も均一とはならず、収縮により生じる応力も不均一である。これに対して、上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材が導電性のペーストの収縮に応じて変形することができる。また、箔状の金属部材に切込みが設けられていることにより、箔状の金属部材が不均一なペーストの熱収縮に追従して変形することができる。

本発明において、好ましくは、燃料電池セルは円筒状であり、集電部材は燃料電池セルの少なくとも一方の端部を包囲するように設けられ、箔状の金属部材は、燃料電池セルの端部と、集電部材の内側壁面との間に全周にわたって設けられ、箔状の金属部材の切り込みが到達する一端部が集電部材に接続されている。
円筒状の燃料電池セルは、基体上に電解質層等を焼成形成するため、形状が不均一である。このため、燃料電池セルスタックを組み立てる際に、円筒状の燃料電池セルを環状の集電部材の中央に配置することが難しい。これに対して、上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材の燃料電池セルに接続される側の端部に複数の切り込みが形成されており、この領域が弾性を有するため、燃料電池セルを集電部材内に挿入すると、複数の切り込みにより形成された帯状部が燃料電池セルを集電部材の中央に押し出し、容易に円筒状の燃料電池セルを環状の集電部材の中央に配置することができる。また、燃料電池セルと集電部材との間の隙間が不均一であっても、これに応じて複数の帯状部が独立して変形するため、燃料電池セルと集電部材との間で部位によらず強固な電気的接続構造を形成することができる。

本発明において、好ましくは、導電性のペーストは、箔状の金属部材の一端部において、切り込みの近傍に設けられ、他の部位には設けられていない。
上記構成の本発明によれば、箔状の金属部材の複数の帯状部において、切り込みの近傍のみを導電性のペーストにより接着するため、帯状部においても燃料電池セルや集電部材の熱応力を吸収することができる。

本発明の固体酸化物形燃料電池装置は、上記の燃料電池セルスタックと、燃料電池セルスタックを収容するモジュールケースと、モジュールケース内に配置され、水蒸気により原燃料ガスを改質して燃料ガスを生成し、この燃料ガスを燃料電池セルスタックに供給する改質器と、を備える。

本発明によれば、発電反応による急激な熱変動に曝されても燃料電池セルからの良好な電力の出力を維持することができる。

本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）を示す全体構成図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置のモジュールケース及び空気通路カバーの分解斜視図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。図５のＶＩ部の拡大断面図であり、（ａ）は燃料電池セルが支持体として導電支持体を有する場合、（ｂ）は絶縁支持体を有する場合を示す。図６（ａ）におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。第１実施形態で用いられている銀箔を示す斜視図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールにおけるガスの流れの説明するための、燃料電池モジュールを示す正面断面図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールにおけるガスの流れの説明するための、図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った燃料電池モジュールの断面図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルユニットの組立方法を説明するための模式図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルの下端を内側電極端子に挿入する様子を示す斜視図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池における銀ペーストを焼成する様子を示す図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置において、長時間運転した際の挙動を示す燃料電池セル下端近傍の断面図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置において、燃料電池セルに部位により異なる熱膨張が生じた状態を示す燃料電池セル下端近傍の斜視図である。本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池における発電中における燃料電池セルの上部を拡大して示す断面図である。本発明の第２実施形態の固体電解質形燃料電池セルにおける燃料電池セルと、内側電極端子との接続構造を示す断面図である。本発明の第３実施形態による平板型の燃料電池装置の構成を示す断面図である。

つぎに、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）を示す全体構成図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）１は、燃料電池モジュール２と、補機ユニット４を備えている。

燃料電池モジュール２は、ハウジング６を備え、このハウジング６内部には、断熱材７を介して金属製のモジュールケース８が内蔵されている。この密閉空間であるモジュールケース８の下方部分である発電室１０には、燃料ガスと酸化剤ガス（以下では適宜「発電用空気」又は「空気」と呼ぶ。）とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体１２が配置されている。この燃料電池セル集合体１２は、８個の燃料電池セルスタック１４（詳細は図６で後述する）を備え、この燃料電池セルスタック１４は、各々が燃料電池セルを含む、１６本の燃料電池セルユニット１６（詳細は図５で後述する）から構成されている。この例では、燃料電池セル集合体１２は、１２８本の燃料電池セルユニット１６を有する。燃料電池セル集合体１２は、複数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。

燃料電池モジュール２のモジュールケース８の発電室１０の上方には、燃焼部としての燃焼室１８が形成され、この燃焼室１８で、発電反応に使用されなかった残余の燃料ガスと残余の空気とが燃焼し、排気ガス（言い換えると燃焼ガス）を生成するようになっている。さらに、モジュールケース８は断熱材７により覆われており、燃料電池モジュール２内部の熱が、外気へ発散するのを抑制している。また、この燃焼室１８の上方には、燃料ガスを改質する改質器１２０が配置され、残余ガスの燃焼熱によって改質器１２０を改質反応が可能な温度となるように加熱している。

さらに、ハウジング６内においてモジュールケース８の上方には、蒸発器１４０が断熱材７内に設けられている。蒸発器１４０は、供給された水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって、水を蒸発させて水蒸気を生成し、この水蒸気と原燃料ガスとの混合ガス（以下では「燃料ガス」と呼ぶこともある。）をモジュールケース８内の改質器１２０に供給する。

つぎに、補機ユニット４は、燃料電池モジュール２からの排気中に含まれる水分を結露させた水を貯水してフィルターにより純水とする純水タンク２６と、この貯水タンクから供給される水の流量を調整する水流量調整ユニット２８（モータで駆動される「水ポンプ」等）を備えている。また、補機ユニット４は、都市ガス等の燃料供給源３０から供給された燃料を遮断するガス遮断弁３２と、燃料ガスから硫黄を除去するための脱硫器３６と、燃料ガスの流量を調整する燃料流量調整ユニット３８（モータで駆動される「燃料ポンプ」等）と、電源喪失時において、燃料流量調整ユニット３８から流出する燃料ガスを遮断するバルブ３９を備えている。さらに、補機ユニット４は、空気供給源４０から供給される空気を遮断する電磁弁４２と、空気の流量を調整する改質用空気流量調整ユニット４４及び発電用空気流量調整ユニット４５（モータで駆動される「空気ブロア」等）と、改質器１２０に供給される改質用空気を加熱する第１ヒータ４６と、発電室に供給される発電用空気を加熱する第２ヒータ４８とを備えている。これらの第１ヒータ４６と第２ヒータ４８は、起動時の昇温を効率よく行うために設けられているが、省略しても良い。
なお、本実施形態では、装置の起動時に改質器１２０内において、部分酸化改質反応（ＰＯＸ）のみが生じるＰＯＸ工程から、部分酸化改質反応（ＰＯＸ）と水蒸気改質反応（ＳＲ）が混在したオートサーマル改質反応（ＡＴＲ）が生じるＡＴＲ工程を経て、水蒸気改質反応のみが生じるＳＲ工程が行われるように構成してもよいし、ＰＯＸ工程を省略してＡＴＲ工程からＳＲ工程に移行されるように構成してもよいし、ＰＯＸ工程及びＡＴＲ工程を省略してＳＲ工程のみが行われるように構成してもよい。なお、ＳＲ工程のみが行われる構成では、改質用空気流量調整ユニット４４は不要である。

つぎに、燃料電池モジュール２には、排気ガスが供給される温水製造装置５０が接続されている。この温水製造装置５０には、水供給源２４から水道水が供給され、この水道水が排気ガスの熱により温水となり、図示しない外部の給湯器の貯湯タンクへ供給されるようになっている。また、燃料電池モジュール２には、燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス５２が取り付けられている。さらに、燃料電池モジュール２には、燃料電池モジュールにより発電された電力を外部に供給するための電力取出部（電力変換部）であるインバータ５４が接続されている。

つぎに、図２〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールの構造について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は、モジュールケース及び空気通路カバーの分解斜視図である。

図２及び図３に示すように、燃料電池モジュール２は、断熱材７で覆われたモジュールケース８の内部に設けられた燃料電池セル集合体１２及び改質器１２０を有すると共に、モジュールケース８の外部で且つ断熱材７内に設けられた蒸発器１４０を有する。

まず、モジュールケース８は、図４に示すように、略矩形の天板８ａ，底板８ｃ，これらの長手方向（図２の左右方向）に延びる辺同士を連結する対向する一対の側板８ｂからなる筒状体と、この筒状体の長手方向の両端部の２つの対向する開口部を塞ぎ、天板８ａ及び底板８ｃの幅方向（図３の左右方向）に延びる辺同士を連結する閉鎖側板８ｄ，８ｅからなる。

モジュールケース８は、空気通路カバー１６０によって天板８ａ及び側板８ｂが覆われている。空気通路カバー１６０は、天板１６０ａと、対向する一対の側板１６０ｂとを有する。天板１６０ａの略中央部分には、排気管１７１を貫通させるための開口部１６７が設けられている。天板１６０ａと天板８ａとの間、及び、側板１６０ｂと側板８ｂとの間は、所定の距離だけ離間した状態となっている。これにより、モジュールケース８の外側と断熱材７との間、具体的にはモジュールケース８の天板８ａ及び側板８ｂと、空気通路カバー１６０の天板１６０ａ及び側板１６０ｂとの間には、酸化剤ガス供給通路としての空気通路１６１ａ，１６１ｂが形成されている（図３参照）。

モジュールケース８の側板８ｂの下部には、複数の貫通孔である吹出口８ｆが設けられている（図４参照）。発電用空気は、空気通路カバー１６０の天板１６０ａのうち、モジュールケース８の閉鎖側板８ｅ側の略中央部に設けられた発電用空気導入管７４から流路方向調整部１６４を介して空気通路１６１ａ内に供給される（図２、図４参照）。そして、発電用空気は、空気通路１６１ａ，１６１ｂを通って、吹出口８ｆから燃料電池セル集合体１２に向けて発電室１０内に噴射される（図３、図４参照）。

また、空気通路１６１ａ，１６１ｂの内部には、熱交換促進部材としてのプレートフィン１６２，１６３が設けられている（図３参照）。プレートフィン１６２は、モジュールケース８の天板８ａと空気通路カバー１６０の天板１６０ａの間で長手方向及び幅方向に延びるように水平方向に設けられ、プレートフィン１６３は、モジュールケース８の側板８ｂと空気通路カバー１６０の側板１６０ｂとの間であって、且つ、燃料電池セルユニット１６よりも上方の位置に長手方向及び鉛直方向に延びるように設けられている。

空気通路１６１ａ，１６１ｂを流れる発電用空気は、特にプレートフィン１６２，１６３を通過する際に、これらプレートフィン１６２，１６３の内側のモジュールケース８内（具体的には天板８ａ，側板８ｂに沿って設けられた排気通路）を通過する排気ガスとの間で熱交換を行い、加熱されることとなる。このようなことから、空気通路１６１ａ，１６１ｂにおいてプレートフィン１６２，１６３が設けられた部分は、熱交換器（熱交換部）として機能する。なお、プレートフィン１６２が設けられた部分が主たる熱交換器部分を構成し、プレートフィン１６３が設けられた部分が従たる熱交換器部分を構成する。

つぎに、蒸発器１４０は、モジュールケース８の天板８ａ上で水平方向に延びるように固定されている。また、蒸発器１４０とモジュールケース８との間には、これらの隙間を埋めるように断熱材７の一部分７ａが配置されている（図２及び図３参照）。

具体的には、蒸発器１４０は、長手方向（図２の左右方向）の一側端側に、水及び原燃料ガス（改質用空気を含めてもよい）を供給する燃料供給配管６３と、排気ガスを排出するための排気ガス排出管８２（図３参照）とが連結され、長手方向の他側端側に、排気管１７１の上端部が連結されている。排気管１７１は、空気通路カバー１６０の天板１６０ａに形成された開口部１６７を貫通して下方へ延び、モジュールケース８の天板８ａ上に形成された排気口１１１に連結されている。排気口１１１は、モジュールケース８内の燃焼室１８で生成された排気ガスをモジュールケース８の外へ排出する開口部であり、モジュールケース８の上面視略矩形の天板８ａのほぼ中央部に形成されている。

また、蒸発器１４０は、図２及び図３に示すように、上面視で略矩形の蒸発器ケース１４１を有している。この蒸発器ケース１４１は、２つの高さの低い有底矩形筒状の上側ケース１４２と下側ケース１４３とを、これらの間に中間板１４４を挟んだ状態で接合して形成されている。

したがって、蒸発器ケース１４１は、上下方向に二層構造となっており、下層部分には、排気管１７１から供給された排気ガスが通過する排気通路部１４０Ａが形成され、上層部分には、燃料供給配管６３から供給された水を蒸発させて水蒸気を生成する蒸発部１４０Ｂと、蒸発部１４０Ｂで生成された水蒸気と燃料供給配管６３から供給された原燃料ガスとを混合させる混合部１４０Ｃが設けられている。

図２及び図３に示すように、蒸発部１４０Ｂ及び混合部１４０Ｃは、複数の連通孔（スリット）１４５ａが形成された仕切り板１４５により蒸発器１４０を仕切った空間にて形成されている。また、蒸発部１４０Ｂ内には、アルミナボール（図示せず）が充填されている。
また、排気通路部１４０Ａは、同様に複数の連通孔を有する２つの仕切り板１４６，１４７により排気ガスの上流側から下流側にかけて３つの空間に仕切られている。そして、２番目の空間に燃焼触媒（図示せず）が充填されている。すなわち、本実施形態の蒸発器１４０は、上下方向の二層構造のうちの下層構造に燃焼触媒器を含んでいる。

このような蒸発器１４０では、蒸発部１４０Ｂ内の水と排気通路部１４０Ａを通過する排気ガスとの間で熱交換が行われ、排気ガスの熱により蒸発部１４０Ｂ内の水が蒸発して、水蒸気が生成されることとなる。また、混合部１４０Ｃ内の混合ガスと排気通路部１４０Ａを通過する排気ガスとの間で熱交換が行われ、排気ガスの熱により混合ガスが昇温されることとなる。

さらに、図２に示すように、混合部１４０Ｃには、改質器１２０に混合ガスを供給するための混合ガス供給管１１２が接続されている。この混合ガス供給管１１２は、排気管１７１の内部を通過するように配置されており、一端が中間板１４４に形成された開口１４４ａに連結され、他端が改質器１２０の天面に形成された混合ガス供給口１２０ａに連結されている。混合ガス供給管１１２は、排気通路部１４０Ａ内，排気管１７１内を通過してモジュールケース８内まで鉛直下方に延び、そこで略９０°屈曲されて天板８ａに沿って水平方向に延びた後、下方へ略９０°屈曲されて改質器１２０に連結されている。

つぎに、改質器１２０は、燃焼室１８の上方でモジュールケース８の長手方向に沿って水平方向に延びるように配置され、モジュールケース８の天板８ａとの間に排気ガス誘導部材１３０を介して所定距離隔てられて状態で、天板８ａに対して固定されている。改質器１２０は、上面視で外形略矩形であるが、中央部に貫通孔１２０ｂが形成された環状構造体であり、上側ケース１２１と下側ケース１２２とが接合された筐体を有している。この貫通孔１２０ｂは、天板８ａに形成された排気口１１１と上面視で重なるように位置し、好ましくは、貫通孔１２０ｂの中央位置に排気口１１１が形成される。

改質器１２０の長手方向の一端側（モジュールケース８の閉鎖側板８ｅ側）では、上側ケース１２１に設けられた混合ガス供給口１２０ａに混合ガス供給管１１２が連結されており、他端側（閉鎖側板８ｄ側）では、燃料ガス供給管６４が下側ケース１２２に、脱硫器３６まで延びる水添脱硫器用水素取出管６５が上側ケース１２１にそれぞれ連結されている。したがって、改質器１２０は、混合ガス供給管１１２から混合ガス（つまり水蒸気が混合された原燃料ガス（改質用空気を含めてもよい））を受け取り、内部で混合ガスを改質し、燃料ガス供給管６４及び水添脱硫器用水素取出管６５から改質後のガス（即ち、燃料ガス）を排出するように構成されている。

改質器１２０は、その内部空間が２つの仕切り板１２３ａ，１２３ｂによって３つの空間に仕切られることにより、改質器１２０内に、混合ガス供給管１１２からの混合ガスを受入れる混合ガス受入部１２０Ａと、混合ガスを改質するための改質触媒（図示せず）が充填された改質部１２０Ｂと、改質部１２０Ｂを通過したガスを排出するガス排出部１２０Ｃと、が形成されている（図２参照）。改質部１２０Ｂは、仕切り板１２３ａ，１２３ｂに挟まれた空間であり、この空間に改質触媒が保持されている。混合ガス及び改質後の燃料ガスは、仕切り板１２３ａ，１２３ｂに設けられた複数の連通孔（スリット）を通って移動可能となっている。また、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や、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。

混合ガス受入部１２０Ａには、蒸発器１４０から混合ガス供給管１１２を介して供給された混合ガスが混合ガス供給口１２０ａを通して噴出される。この混合ガスは、混合ガス受入部１２０Ａ内で拡張されて噴出速度が低下し、仕切り板１２３ａを通過して改質部１２０Ｂに供給される。
改質部１２０Ｂでは、低速で移動する混合ガスが改質触媒により燃料ガスに改質され、この燃料ガスが仕切り板１２３ｂを通過してガス排出部１２０Ｃに供給される。
ガス排出部１２０Ｃでは、燃料ガスが燃料ガス供給管６４、及び、水添脱硫器用水素取出管６５へ排出される。

燃料ガス供給通路としての燃料ガス供給管６４は、モジュールケース８内を閉鎖側板８ｄに沿って下方へ延び、底板８ｃ付近で略９０°屈曲されて水平方向に延びて、燃料電池セル集合体１２の下方に形成されたマニホールド６６内へ入り、更にマニホールド６６内で逆側の閉鎖側板８ｅ付近まで水平方向に延びている。燃料ガス供給管６４の水平部６４ａの下方面には、複数の燃料供給孔６４ｂが形成されており、この燃料供給孔６４ｂから、燃料ガスがマニホールド６６内に供給される。このマニホールド６６の上方には、燃料電池セルスタック１４を支持するための貫通孔を備えた下支持板６８が取り付けられており、マニホールド６６内の燃料ガスが、燃料電池セルユニット１６内に供給される。また、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置８３が、燃焼室１８に設けられている。

排気ガス誘導部材１３０は、改質器１２０と天板８ａとの間でモジュールケース８の長手方向に沿って水平方向に延びるように配置されている。排気ガス誘導部材１３０は、上下方向に所定距離だけ離間された下部誘導板１３１及び上部誘導板１３２と、これらの長手方向の両端辺が取り付けられる連結板１３３，１３４とを備えている（図２，図３参照）。上部誘導板１３２は、幅方向の両端部が下方に向けて折り曲げられ、下部誘導板１３１に連結されている。連結板１３３，１３４は、上端部が天板８ａに連結され、下端部が改質器１２０に連結されており、これにより、排気ガス誘導部材１３０及び改質器１２０を天板８ａに固定している。

下部誘導板１３１は、幅方向（図３の左右方向）の中央部が下方に向けて突出する凸状段部１３１ａが形成されている。一方、上部誘導板１３２は、下部誘導板１３１と同様に、幅方向の中央部が下方に向けて凹状となるように凹部１３２ａが形成されている。凸状段部１３１ａと凹部１３２ａは、上下方向で並行して長手方向に延びている。混合ガス供給管１１２は、モジュールケース８内でこの凹部１３２ａ内を水平方向に延びた後、閉鎖側板８ｅ付近で下方に向けて屈曲し、上部誘導板１３２及び下部誘導板１３１を貫通して、改質器１２０に連結されている。

排気ガス誘導部材１３０は、上部誘導板１３２、下部誘導板１３１、連結板１３３，１３４によって、断熱層として機能する内部空間であるガス溜１３５が形成されている。このガス溜１３５は、燃焼室１８と流体連通している。すなわち、上部誘導板１３２、下部誘導板１３１、連結板１３３，１３４は、所定の隙間を形成するように連結されており、気密的には連結されていない。ガス溜１３５には、運転中に燃焼室１８から排気ガスが流入したり、停止時に外部から空気が流入したりすることが可能となっているが、総じてガス溜１３５の内外間のガスの移動は緩やかである。

上部誘導板１３２は、天板８ａと所定の上下方向距離を隔てて配置されており、上部誘導板１３２と天板８ａとの間には、長手方向及び幅方向に沿って水平方向に延びる排気通路１７２が形成されている。この排気通路１７２は、モジュールケース８の天板８ａを挟んで空気通路１６１ａと並設されており、排気通路１７２内には、空気通路１６１ａ，１６１ｂ内のプレートフィン１６２，１６３と同様なプレートフィン１７５が配置されている。このプレートフィン１７５は、プレートフィン１６２と上面視で略同一箇所に設けられており、天板８ａを挟んで上下方向に対向している。空気通路１６１ａ及び排気通路１７２のうち、プレートフィン１６２，１７５が設けられた部分において、空気通路１６１ａを流れる発電用空気と排気通路１７２を流れる排気ガスとの間で効率的な熱交換が行われて、排気ガスの熱により発電用空気が昇温されることとなる。

また、改質器１２０は、モジュールケース８の側板８ｂと所定の水平方向距離を隔てて配置されており、改質器１２０と側板８ｂとの間には、排気ガスを下方から上方へ通過させる排気通路１７３が形成されている。また、排気ガス誘導部材１３０も側板８ｂと所定の水平方向距離を隔てて配置されており、排気通路１７３は、排気ガス誘導部材１３０と側板８ｂとの間の通路を含んで天板８ａまで延びている。排気通路１７３は、天板８ａと側板８ｂとの角部に位置する排気ガス導入口１７２ａで排気通路１７２と連通している。この排気ガス導入口１７２ａは、モジュールケース８内で長手方向に延びている。

さらに、下部誘導板１３１は、改質器１２０の上側ケース１２１の天面から所定の上下方向距離を隔てて配置されており、下部誘導板１３１と上側ケース１２１との間、及び、改質器１２０の貫通孔１２０ｂは、貫通孔１２０ｂを下方から上方へ向けて通過した排気ガスを通過させる排気通路１７４を形成している。この排気通路１７４は、改質器１２０の上方で排気通路１７３と合流する。

つぎに、図５〜図７を参照して、燃料電池セルユニット１６について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。図６は、図５のＶＩ部の拡大断面図であり、（ａ）は燃料電池セルが支持体として導電支持体を有する場合、（ｂ）は絶縁支持体を有する場合を示す。図７は、図６（ａ）におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
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の両端部にそれぞれ接続されたキャップである内側電極端子８６とを備えている。

図５及び図６（ａ）に示すように、支持体として導電支持体を有する場合の燃料電池セル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導電支持体１８９と、導電支持体１８９の外周に設けられた略円筒形の内側電極層９０と、内側電極層９０の外周に設けられた円筒形の電解質層９４と、電解質層９４の外周に設けられた円筒形の外側電極層９２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。

導電支持体１８９は、例えば、Ｎｉ／ＹＳＧなどの多孔質導電体からなり、燃料ガス流路８８を通る燃料ガスは導電支持体１８９を通して内側電極層９０に接触する。
図６（ａ）に示すように、内側電極層９０は導電支持体１８９の外周面に沿って全周にわたって形成されている。支持体として導電支持体１８９を有する場合には、内側電極層９０はたとえばＧＤＣ等を用いることができる。

また、図６（ｂ）に示すように、支持体として絶縁支持体を有する場合の燃料電池セル８４は、導電支持体１８９を備えておらず、代わりに絶縁支持体８９を有している。絶縁支持体８９は円筒形であり、内部に燃料ガス流路８８が形成されている。絶縁支持体８９は、多孔質絶縁体からなり、燃料ガス流路８８を通る燃料ガスは絶縁支持体８９を通して内側電極層９０に接触する。

図６（ｂ）に示すように、支持体として絶縁支持体８９を有する場合には、内側電極層９０は絶縁支持体８９の外周面に沿って全周にわたって形成されており、さらに、絶縁支持体８９の上下面を覆っている。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。本実施形態では、内側電極層９０は、Ｎｉ／ＹＳＺからなる。

電解質層９４は、内側電極層９０の外周面に沿って全周にわたって形成されており、下端は内側電極層９０の下端よりも上方で終端し、上端は内側電極層９０の上端よりも下方で終端している。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。

外側電極層９２は、電解質層９４の外周面に沿って全周にわたって形成されており、下端は電解質層９４の下端よりも上方で終端し、上端は電解質層９４の上端よりも下方で終端している。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。

次に、内側電極端子８６について説明するが、燃料電池セル８４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、燃料電池セル８４の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。

内側電極端子８６は、燃料電池セル８４の上下端部をそれぞれ包囲するように設けられ、燃料電池セル８４により発電された電力を燃料電池セル８４から取り出すための集電部材として機能する。図６に示すように、燃料電池セル８４の下端に設けられた内側電極端子８６は、円筒状の第１円筒部８６ａと、第１円筒部８６ａの上端から外方に向かって延びる円環状の円環部８６ｂと、円環部８６ｂの外周から上方に向かって延びる第２円筒部８６ｃとを有する。内側電極端子８６の第１円筒部８６ａ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は、フェライト系ステンレス又はオーステナイト系ステンレスからなる電極層本体８６Ａを備える。電極層本体８６Ａの内周面及び外周面には、クロム酸化物（本実施形態では、Ｃｒ₂Ｏ₃）がコーティングされてなるＣｒ₂Ｏ₃層８６Ｂ、８６Ｃが被覆されている。また、外側のＣｒ₂Ｏ₃層８６Ｃの外周面には、ＭｎＣｏ₂Ｏ₄がコーティングされてなるＭｎＣｏ₂Ｏ₄層８６Ｄが積層されている。さらに、ＭｎＣｏ₂Ｏ₄層８６Ｄの外周面にはＡｇ集電膜８６Ｅが設けられている。なお、本実施形態では、Ａｇ集電膜８６Ｅは第１円筒部８６ａ、円環部８６ｂ、及び第２円筒部８６ｃが外周面全体にわたって設けられているが、一部のみに設けてもよい。

燃料ガス流路９８は、内側電極端子８６の中心から燃料電池セル８４の軸線方向に延びるように設けられた細長い管路である。このため、マニホールド６６（図２参照）から、下側の内側電極端子８６の燃料ガス流路９８を通って燃料ガス流路８８に流入する燃料ガスの流れには、所定の圧力損失が発生する。従って、下側の内側電極端子８６の燃料ガス流路９８は、流入側流路抵抗部として作用し、その流路抵抗は所定の値となるように設定されている。また、燃料ガス流路８８から、上側の内側電極端子８６の燃料ガス流路９８を通って燃焼室１８（図２参照）に流出する燃料ガスの流れにも所定の圧力損失が発生する。従って、上側の内側電極端子８６の燃料ガス流路９８は、流出側流路抵抗部として作用し、その流路抵抗は所定の値となるように設定されている。

内側電極端子８６の円環部８６ｂの上面（底面）と燃料電池セル８４の内側電極層９０の下面とは離間しており、これら面の間には空間が設けられている。また、内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃと、内側電極層９０の下端部の外周面との間には環状の空間が設けられている。これら空間内に後に詳述する銀箔９１が変形可能に配置されている。図６に示すように、内側電極層９０の電解質層９４の下端部外周面と、内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃの内周面との間には、ガラス材料からなるガラスシール９６が設けられている。このガラスシール９６により、内側電極端子８６と内側電極層９０との間の空間は、燃料電池セルユニット１６の外部の空間に対して気密密封されている。なお、このように、内側電極端子８６の円環部８６ｂの上面と、円環部８６ｂの上面に対向する内側電極層９０の下面とは離間しており、内側電極端子８６と内側電極層９０とは固定接続されていない。

燃料電池セル８４は、内側電極端子８６に可撓性を有する箔状の銀箔９１により電気的に接続されている。銀箔９１としては、例えば５０μｍ程度のものが用いられている。図８は、第１実施形態で用いられている銀箔を示す斜視図である。同図に示すように、銀箔９１は、円環状の円環部９１Ａと、円環部９１Ａの外周から折り曲げられて斜め上方に延びる複数の帯状部９１Ｂとを有する。複数の帯状部９１Ｂの間には放射状に斜め上方に延びる複数の切り込み９１Ｄが形成されており、複数の帯状部９１Ｂは切り込み９１Ｄにより周方向に離間している。各切り込み９１Ｄは、銀箔９１の上方の端部まで到達している。銀箔９１は、円環状の円環部９１Ａが燃料電池セル８４の下面と、内側電極端子８６の上面との間の円柱状の空間内に位置しており、複数の帯状部９１Ｂは、燃料電池セル８４の外周面と、内側電極端子８６の内周面との間の環状の空間に全周にわたって位置している。なお、後述するように、銀箔９１に複数の切り込み９１Ｄが形成されていることにより、燃料電池セル８４又は内側電極端子８６に部位により異なる応力が生じたとしても、各帯状部９１Ｂがそれぞれ応力に応じて追従することができる。すなわち、切り込み９１Ｄは、燃料電池セル８４及び内側電極端子８６の少なくとも一方に部位により異なる応力が生じた場合に、各部位に生じた応力に応じて追従する局所応力追従手段として機能する。本実施形態では、銀箔９１の内側電極端子８６に接続される側の端部のみに切り込み９１Ｄを形成しているが、これに限らず、燃料電池セル８４に接続される側の端部にも切り込みを形成してもよく、両端部に切り込みを形成してもよい。

図６に示すように、銀箔９１の円環部９１Ａは、第１の銀ペースト９３Ａにより燃料電池セル８４の内側電極層９０の下面の燃料ガス流路８８以外の部分に面接触した状態で取り付けられている。第１の銀ペースト９３Ａは、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、及びニッケル（Ｎｉ）を含む導電性のペーストが焼成されることにより、銀箔９１を内側電極層９０に接着している。

また、銀箔９１の帯状部９１Ｂが第２の銀ペースト９３Ｂにより内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃの内周面に面接触した状態で取り付けられている。図７に示すように、第２の銀ペースト９３Ｂは、銀箔９１の帯状部９１Ｂの切り込み９１Ｄに隣接する縁に沿って、帯状部９１Ｂの上下方向全長にわたって設けられている。そして、帯状部９１Ｂはその他の部位、すなわち、帯状部９１Ｂの切り込み９１Ｄに隣接する縁の間の領域、すなわち、水平方向中央領域等には設けられていない。第２の銀ペースト９３Ｂは、銀（Ａｇ）、及び、パラジウム（Ｐｄ）を含む導電性のペーストが焼成されることにより、銀箔９１を内側電極端子８６に接着している。図６に示すように、銀箔９１の燃料電池セル８４に接続される領域と、内側電極端子８６に接続される領域とは離間している。

銀箔９１は折り曲げ部９１Ｃを有し、内側電極端子８６と燃料電池セル８４との間の空間に折り曲げ部において折り曲げられた状態で収容されている。具体的には、銀箔９１は、鉛直断面視において、第２の銀ペースト９３Ｂを介して内側電極端子８６に接続された箇所から下方に延び、折り曲げ部９１Ｃにおいて内側に向かって略直角に曲げられて内側に向かって延び、この内側に向かって延びる部分が第１の銀ペースト９３Ａを介して燃料電池セル８４の下面に接続されている。折り曲げ部９１Ｃは曲率を有し、銀箔９１は湾曲した状態となっている。このように、銀箔９１は折り曲げ部９１Ｃを有することにより、内側電極端子８６と燃料電池セル８４との間で撓んだ状態で保持されている。これにより、後述するように、銀箔９１は燃料電池セル８４に加わる応力に対して追従して変形することができる。

つぎに、図９を参照して、燃料電池セルスタック１４について説明する。
図９は、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。
図９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は、８本ずつ２列に並べて配置されている。
各燃料電池セルユニット１６は、下端側がセラミック製の長方形の下支持板６８（図２参照）により支持され、上端側は、両端部の燃料電池セルユニット１６が４本ずつ、概ね正方形の２枚の上支持板１００により支持されている。これらの下支持板６８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がそれぞれ形成されている。

さらに、燃料電池セルユニット１６には、集電体１０２及び外部端子１０４が取り付けられている。この集電体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と電気的に接続される燃料極用接続部１０２ａと、空気極である外側電極層９２の外周面と電気的に接続される空気極用接続部１０２ｂとを接続するように一体的に形成されている。また、各燃料電池セルユニット１６の外側電極層９２（空気極）の外表面全体には、空気極側の電極として、銀製の薄膜が形成されている。この薄膜の表面に空気極用接続部１０２ｂが接触することにより、集電体１０２は空気極全体と電気的に接続される。

さらに、燃料電池セルスタック１４の端（図９では左端の奥側）に位置する燃料電池セルユニット１６の空気極には、２つの外部端子１０４がそれぞれ接続されている。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の内側電極端子８６に接続され、上述したように、１２８本の燃料電池セルユニット１６の全てが直列接続されるようになっている。

つぎに、図１０及び図１１を参照して、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュール内のガスの流れについて説明する。
図１０は、図２と同様の、本発明の第１実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図１１は、図３と同様の、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
なお、図１０及び図１１は、それぞれ、図２及び図３中にガスの流れを示す矢印を新たに付加した図であり、説明の便宜上、断熱材７を取り除いた状態の図を示している。図中、実線矢印は燃料ガスの流れ、破線矢印は発電用空気の流れ、一点鎖線矢印は排気ガスの流れを示す。

図１０に示すように、水及び原燃料ガス（燃料ガス）は、蒸発器１４０の長手方向の一端側に連結された燃料供給配管６３から蒸発器１４０の上層に設けられた蒸発部１４０Ｂ内に供給される。蒸発部１４０Ｂに供給された水は、蒸発器１４０の下層に設けられた排気通路部１４０Ａを流れる排気ガスにより加熱され水蒸気となる。この水蒸気と、燃料供給配管６３から供給された原燃料ガスとが、蒸発部１４０Ｂ内を下流方向に流れて行き、混合部１４０Ｃ内で混合される。混合部１４０Ｃ内の混合ガスは、下層の排気通路部１４０Ａを流れる排気ガスにより加熱される。

混合部１４０Ｃ内で形成された混合ガス（燃料ガス）は、混合ガス供給管１１２を通って、モジュールケース８内の改質器１２０に供給される。混合ガス供給管１１２は、排気通路部１４０Ａ，排気管１７１，及び排気通路１７２を順に通過しているため、これらの通路を流れる排気ガスにより、混合ガス供給管１１２内の混合ガスは更に加熱される。

混合ガスは、改質器１２０内の混合ガス受入部１２０Ａ内に流入し、ここから仕切り板１２３ａを通過して改質部１２０Ｂに流入する。混合ガスは、改質部１２０Ｂにおいて改質されて燃料ガスとなる。こうして生成された燃料ガスは、仕切り板１２３ｂを通過して、ガス排出部１２０Ｃに流入する。

さらに、燃料ガスは、ガス排出部１２０Ｃから燃料ガス供給管６４と水添脱硫器用水素取出管６５とに分岐する。そして、燃料ガス供給管６４に流入した燃料ガスは、燃料ガス供給管６４の水平部６４ａに設けられた燃料供給孔６４ｂからマニホールド６６内に供給され、マニホールド６６から各燃料電池セルユニット１６内に供給される。

また、図１０及び図１１に示すように、発電用空気は、発電用空気導入管７４から空気通路１６１ａに供給される。発電用空気は、空気通路１６１ａ，１６１ｂ内において、プレートフィン１６２，１６３を通過する際に、これらプレートフィン１６２，１６３の下部のモジュールケース８内に形成された排気通路１７２，１７３を通過する排気ガスとの間で効率的な熱交換を行い、加熱されることとなる。特に、排気通路１７２内には、空気通路１６１ａのプレートフィン１６２に対応してプレートフィン１７５が設けられているので、発電用空気は、プレートフィン１６２とプレートフィン１７５とを介して、排気ガスとより効率的な熱交換を行う。この後、発電用空気は、モジュールケース８の側板８ｂの下部に設けられた複数の吹出口８ｆから燃料電池セル集合体１２に向けて発電室１０内に噴射される。

なお、本実施形態では、燃料電池セル集合体１２の側方部位には排気通路が形成されていないため、この部位において発電用空気と排気ガスとの間の熱交換は抑制される。したがって、燃料電池セル集合体１２の側方部位において、空気通路１６１ｂ内の発電用空気に上下方向の温度勾配が生じ難くなっている。

また、発電室１０内で発電に利用されなかった燃料ガスは、図１１に示すように、燃焼室１８で燃焼されて排気ガス（燃焼ガス）となり、モジュールケース８内を上昇していく。具体的には、排気ガスは、排気通路１７３と排気通路１７４とに分岐して、改質器１２０の外側面とモジュールケース８の側板８ｂとの間、及び、改質器１２０の貫通孔１２０ｂから改質器１２０と排気ガス誘導部材１３０との間をそれぞれ通過する。このとき、排気通路１７４を通過する排気ガスは、改質器１２０の貫通孔１２０ｂの上方に配置された凸状段部１３１ａによって幅方向に二分され、排気ガス誘導部材１３０の下部に留まることなく排気通路１７３に向けて誘導され、排気通路１７３を流れる排気ガスに素早く合流される。

その後、排気ガスは、排気ガス導入口１７２ａから排気通路１７２に流入する。排気通路１７２内では、排気ガスは、排気通路１７２を水平方向に流れていき、モジュールケース８の天板８ａの中央に形成された排気口１１１から流出する。
なお、排気ガスが排気通路１７３を上方へ流れていく際に、空気通路１６１ｂ内に設けられたプレートフィン１６３を介して、発電用空気と排気ガスとの間で熱交換が行われる。また、排気ガスが排気通路１７２を水平方向に流れていく際に、排気通路１７２内に設けられたプレートフィン１７５と、このプレートフィン１７５に対応して空気通路１６１ａ内に設けられたプレートフィン１６２とを介して、発電用空気と排気ガスとの間で効率的な熱交換が行われる。このようにして、排気ガスの熱により発電用空気が昇温される。

そして、排気口１１１から流出した排気ガスは、モジュールケース８の外部に設けられた排気管１７１を通過して蒸発器１４０の排気通路部１４０Ａに流入し、排気通路部１４０Ａを通過した後、蒸発器１４０から排気ガス排出管８２へ排出される。排気ガスは、蒸発器１４０の排気通路部１４０Ａを流れる際に、上述したように、蒸発器１４０の混合部１４０Ｃ内の混合ガス及び蒸発部１４０Ｂ内の水と熱交換を行う。

ここで、燃料電池セルユニット１６の組立方法を説明する。図１２は、燃料電池セルユニット１６の組立方法を説明するための模式図である。なお、以下の説明では、燃料電池セル８４の下端に内側電極端子８６を取り付ける場合について説明するが、燃料電池セルの上端に内側電極端子８６を取り付ける場合も同様に行うことができる。

まず、図１２（Ａ１）に示すように、燃料電池セル８４を用意し、（Ａ２）に示すように、燃料電池セル８４の内側電極層９０の下面及び上面に第１の銀ペースト９３Ａを円環状に付着させる。

また、図１２（Ｂ１）に示すように、内側電極端子８６を用意し、（Ｂ２）に示すように、内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃの内面及び円環部８６ｂの内面にそれぞれ、第２の銀ペースト９３Ｂ及び第３の銀ペースト９３Ｃを付着させる。第３の銀ペースト９３Ｃは、燃料電池セル８４に銀箔９１を付着させるための第１の銀ペースト９３Ａと同一の材料からなる。第１及び第３の銀ペースト９３Ａ、９３Ｃはニッケルを混合しているため、ニッケルを含む材料からなる燃料電池セル８４の内側電極層９０に対する付着力が、ニッケルを含まない内側電極端子８６のＣｒ₂Ｏ₃層８６Ｂに対する付着力よりも大きい。なお、第２の銀ペースト９３Ｂは、銀箔９１を嵌め込んだ際に、銀箔９１の切り込み９１Ｄが位置するような箇所に上下方向に延びるように付着させる。

また、図１２（Ｃ１）に示すように、平板状の銀箔９１を用意する。平板状の銀箔９１は、円環状の円環部９１Ａの外周部から、複数の帯状部９１Ｂが放射状に延びた形状となっている。そして、同図（Ｃ２）に示すように、帯状部９１Ｂの付け根を折り曲げる。この際、帯状部９１Ｂの付け根が曲率を持って湾曲するように折り曲げる。

次に、図１２（Ｄ）に示すように、銀箔９１を内側電極端子８６の内側に配置する。そして、銀箔９１の円環部９１Ａの下面を第３の銀ペースト９３Ｃに付着させ、また、銀箔９１の帯状部９１Ｂを第２の銀ペースト９３Ｂに付着させる。これにより、内側電極端子８６に対して銀箔９１が固定される。この際、銀箔９１の帯状部９１Ｂの切り込み９１Ｄに面する縁の近傍が第２の銀ペースト９３Ｂに付着するように銀箔９１を配置する。この際、第２の銀ペースト９３Ｂが、銀箔９１の切り込み９１Ｄから帯状部９１Ｂの内側に漏れ出ることがあるが、内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃの内壁と燃料電池セル８４の外面との間に隙間があるため、燃料電池セル８４へ付着することはない。なお、後述するように、第３の銀ペースト９３Ｃは焼成の際に、内側電極端子８６の上面（天面）から剥離する。このため、第３の銀ペースト９３Ｃは銀箔と内側電極端子８６の天面とを仮固定するための仮固定部材として機能する。

次に、図１２（Ｅ）に示すように、燃料電池セル８４の下端を内側電極端子８６に挿入する。図１３は、燃料電池セルの下端を内側電極端子に挿入する様子を示す斜視図である。図１３に示すように、燃料電池セル８４の下端を内側電極端子８６に挿入すると、燃料電池セル８４の下端が、銀箔９１の帯状部９１Ｂに当接する。そして、この状態でさらに、燃料電池セル８４を押し込むと、帯状部９１Ｂの弾性力により、燃料電池セル８４に対して各帯状部９１Ｂから中心に向かうような力が作用する。このように、燃料電池セル８４に全周から中心に向かうような力が作用するため、燃料電池セル８４が、その中心軸が内側電極端子８６の中心軸と一致するように押される。これにより、燃料電池セル８４と内側電極端子８６とを、容易に同軸に配置することができる。そして、燃料電池セル８４の下端を内側電極端子８６に挿入することにより、燃料電池セル８４の下面に取り付けられた第１の銀ペースト９３Ａの下面が、銀箔９１の円環部９１Ａの上面に付着する。

次に、第１の銀ペースト９３Ａ、第２の銀ペースト９３Ｂ、及び第３の銀ペースト９３Ｃを焼成する。図１４は、銀ペーストを焼成する様子を示す図である。銀ペースト９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃを焼成することにより、銀ペースト９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃは収縮して多孔質体となる。これにより、第１の銀ペースト９３Ａが、銀箔９１を燃料電池セル８４に固着し、第２の銀ペースト９３Ｂが、銀箔９１を内側電極端子８６に固着する。これに対して、第１及び第３の銀ペースト９３Ａ、９３Ｃは燃料電池セル８４の内側電極層９０に対する付着力が、内側電極端子８６のＣｒ₂Ｏ₃層８６Ｂに対する付着力よりも大きい。このため、図１４に示すように、銀ペースト９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃは焼成することにより収縮する際、第１の銀ペースト９３Ａは燃料電池セル８４及び銀箔９１との接続が維持されるが、第３の銀ペースト９３Ｃは内側電極端子８６から剥離する。

上述したような固体酸化物形燃料電池装置では、燃料電池セル８４や内側電極端子８６等は、７００℃以上の高温に曝される。このように燃料電池セル８４や内側電極端子８６等が高温に曝されるとこれら部材に熱応力（熱膨張）が生じる。さらに、第１の銀ペースト９３Ａ、及び第２の銀ペースト９３Ｂは、長時間運転されると粒子が焼結、凝集するため、収縮してしまう。

図１５は、第１実施形態の固体酸化物形燃料電池装置において、長時間運転した際の挙動を示す燃料電池セル下端近傍の断面図である。同図に示すように、固体酸化物形燃料電池装置が長時間運転されると、図中矢印で示すように、第１の銀ペースト９３Ａ及び第２の銀ペースト９３Ｂは収縮する。この際、第１の銀ペースト９３Ａ及び第２の銀ペースト９３Ｂは、銀箔９１と、燃料電池セル８４及び内側電極端子８６のそれぞれに面接触しているため、主に厚みが減少する。また、固体酸化物形燃料電池装置の作動時には燃料電池セル８４や内側電極端子８６は高温に曝される。この際、各部材は熱膨張率が等しいわけではないため、部材間に熱変形（熱応力）が生じる。特に、銀箔９１を燃料電池セル８４及び内側電極端子８６に取り付けるための導電性の銀ペースト９３Ａ，９３Ｂは、熱膨張係数が他の部材と異なるため、高温に曝されると熱変形が生じやすい。

これに対して、本実施形態によれば、銀箔９１が撓んだ状態で燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間を接続しているため、第１の銀ペースト９３Ａ及び第２の銀ペースト９３Ｂの収縮による変位や、熱膨張率の差による部材間の変位（例えば、燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間の変位）を銀箔９１により吸収することができる。また、本実施形態によれば、燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間に隙間が設けられているため、この隙間が燃料電池セル８４と内側電極端子８６との熱膨張の差を吸収するため、燃料電池セル８４と内側電極端子８６とに過度な熱応力が生じるのを防止できる。

また、燃料電池セル８４は温度の不均一などにより、部位により異なる熱膨張（熱応力）が生じることがある。図１６は、燃料電池セルに部位により異なる熱膨張が生じた状態を示す燃料電池セル下端近傍の斜視図である。図１６において、部位ごとの熱膨張の大きさを矢印の長さで示す。本実施形態では、銀箔９１の燃料電池セル８４に取り付けられる側の縁に到達するように切り込み９１Ｄが形成され、複数の帯状部９１Ｂに分割されているため、それぞれの帯状部９１Ｂが、燃料電池セル８４の取り付け位置に生じた熱膨張（熱応力）に応じて独立して変形する。これにより、燃料電池セル８４に異なる応力が作用した場合であっても、部位ごとに異なる熱膨張（熱応力）を銀箔９１が吸収し、燃料電池セルの破損を防止できる。また、内側電極端子８６に部位により異なる応力が生じた場合であっても、複数の帯状部９１Ｂが独立して変形するため、同様に部位ごとに異なる熱応力を銀箔９１により吸収することができる。さらに、図８を参照して説明したように、第２の銀ペースト９３Ｂは帯状部９１Ｂの切り込み９１Ｄ側の縁に沿ってのみ設けられている。このため、帯状部９１Ｂの幅方向中央部が燃料電池セル８４の径方向に移動可能となり、より効果的に熱応力に対して追従することができる。

図１７は、発電中における燃料電池セルの上部を拡大して示す断面図である。同図に示すように、燃料電池セル８４で発電反応に使用されなかった残余の燃料ガスは燃料ガス流路９８から上方に放出され、燃料電池セル８４の上方の燃焼室１８において燃焼される。このため、上方の内側電極端子８６は高温に曝される。ここで、例えば、特許文献１に記載されているように燃料電池セルと内側電極端子とを銀ロウを焼結させてなる銀シール材により接続する構成では、上方の内側電極端子の熱が銀シール材を介して直接燃料電池セルに伝達されてしまい、燃料電池セルの劣化の原因となっていた。これに対して、本実施形態では、上方の内側電極端子８６と、燃料電池セル８４とは銀シール材よりも熱伝導性の低い銀箔９１で接続されている。このため、燃焼室１８で発生した熱は、図中破線矢印で示すように、内側電極端子８６から銀箔９１を介して燃料電池セル８４に伝達されることになり、上方の内側電極端子８６から燃料電池セル８４への熱伝導を抑えることができ、燃料電池セル８４の破損を防止できる。

本実施形態によれば以下の効果が奏される。
本実施形態によれば、銀箔９１が、撓んだ状態で燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間を接続しているため、高温下において熱膨張率の違いにより燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間に変位が生じたとしてもこれを吸収することができる。さらに、銀箔９１を燃料電池セル８４及び内側電極端子８６に取り付ける銀ペースト９３Ａ、９３Ｂが収縮しても、銀箔９１はこの収縮に追従して変形することができる。このため、燃料電池セル８４に熱応力が作用するのを防止とともに、銀箔９１の剥離を防止することができる。

ここで、燃料電池セル８４や内側電極端子８６に生じる熱応力は一様ではなく、形状、材質等に応じて、部位によって異なり、局所的に大きな熱応力が作用することがある。これに対して、本実施形態によれば、銀箔９１が局所応力追従手段を有するため、燃料電池セル８４や内側電極端子８６に部位により異なる応力が作用しても、部位ごとに異なる応力に追従して変形するため、燃料電池セル８４や内側電極端子８６の破損や、ろう付けやペーストの剥離を防止できる。

また、本実施形態において、局所応力追従手段は、銀箔９１に所定の方向に延びるように形成された複数の切り込み９１Ｄにより構成される。本実施形態によれば、銀箔９１に複数の切り込み９１Ｄを入れるという簡単な構成により、切り込み９１Ｄにより分離された帯状部９１Ｂの間で熱応力が伝達されないようにできる。これにより、燃料電池セル８４や内側電極端子８６に部位により異なる応力が作用しても、切り込み９１Ｄにより分離された帯状部９１Ｂごとに互いに独立して変形することができる。

本実施形態では、切り込み９１Ｄは、銀箔９１の内側電極端子８６に接続する側の一端部に到達するように形成されている。これにより、本実施形態によれば、銀箔９１の内側電極端子８６に接続する側の一端部に到達するように切り込み９１Ｄが形成されているため、燃料電池セル８４や内側電極端子８６に部位ごとに異なる応力が生じても、銀箔９１が接続端部においてこの応力に追従して変形し、他の部位に不均一な応力が伝達されるのを抑止できる。さらに、銀箔９１が接続端部で不均一な応力に応じて変形するため、燃料電池セル又は集電部材の破損や、ろう付けやペーストの剥離を効率良く防止できる。

本実施形態では、銀箔９１の一端部は、内側電極端子８６に銀ペースト９３Ｂにより接続されている。
銀ペースト９３Ｂは、多数の導電材料の粒子を混合しており、焼成後の銀ペースト９３Ｂは微視的に均一な構造とはなっていない。このため、燃料電池を長期運転した際に銀ペースト９３Ｂトに生じる熱収縮も均一とはならず、収縮により生じる応力も不均一である。これに対して、本実施形態によれば、銀箔９１が銀ペースト９３Ｂの収縮に応じて変形することができる。また、銀箔９１に切り込み９１Ｄが設けられていることにより、銀箔９１が不均一な銀ペースト９３Ｂの熱収縮に追従して変形することができる。

本実施形態では、燃料電池セル８４は円筒状であり、内側電極端子８６は燃料電池セル８４の両端部を包囲するように設けられ、銀箔９１は、燃料電池セル８４の端部と、内側電極端子８６の内側壁面との間に全周にわたって設けられ、銀箔９１の切り込み９１Ｄが到達する一端部が内側電極端子８６に接続されている。円筒状の燃料電池セル８４は、基体上に電解質層９４等を焼成形成するため、形状が不均一である。このため、燃料電池セルスタックを組み立てる際に、円筒状の燃料電池セル８４を環状の内側電極端子８６の中央に配置することが難しい。これに対して、本実施形態によれば、銀箔９１の燃料電池セル８４に接続される側の端部に複数の切り込み９１Ｄが形成されており、この領域が弾性を有するため、燃料電池セル８４を内側電極端子８６内に挿入すると、複数の切り込み９１Ｄにより形成された帯状部９１Ｂが燃料電池セル８４を内側電極端子８６の中央に押し出し、容易に円筒状の燃料電池セル８４を環状の内側電極端子８６の中央に配置することができる。また、燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間の隙間が不均一であっても、これに応じて複数の帯状部９１Ｂが独立して変形するため、燃料電池セル８４と内側電極端子８６との間で部位によらず強固な電気的接続構造を形成することができる。

本実施形態では、第２の銀ペースト９３Ｂは、銀箔９１の一端部において、切り込み９１Ｄの近傍に設けられ、他の部位には設けられていない。これにより、帯状部９１Ｂにおいても燃料電池セル８４や内側電極端子８６の熱応力を吸収することができる。

なお、上記各実施形態では、銀箔９１を銀ペースト９３Ａ、９３Ｂにより燃料電池セル８４及び内側電極端子８６に接続されているが、これに限らず、その他の導電性ペーストにより接続してもよく、さらに、銀ロウなどの導電性のろう材を用いて接続してもよい。

また、上記各実施形態では、燃料電池セル８４及び内側電極端子８６と、を電気的に接続するための部材として、銀箔を用いたがこれに限らず、箔状の金属部材であれば同様の効果が奏される。

また、第１実施形態では、燃料電池セル８４の下面と、内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃの内面との間を銀箔９１で接続したが、本発明はこれに限られない。図１８は、本発明の第２実施形態の固体電解質形燃料電池セルにおける燃料電池セルと、内側電極端子との接続構造を示す断面図である。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。図１８に示すように、第２実施形態においても、燃料電池セルと内側電極端子の構成及び配置は第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、銀箔１９１の一方の端部１９１Ａは第１実施形態と同様に第２の銀ペースト９３Ｂを介して、内側電極端子８６の第２円筒部８６ｃの内面に接続されている。銀箔１９１は一方の端部１９１Ａから下方に延び、折り曲げ部１９１Ｃにおいて上方に向かって内側に折り曲げられている。そして、銀箔１９１の他方の端部１９１Ｂが第１の銀ペースト１９３Ａを介して燃料電池セル８４に接続されている。また、銀箔１９１の一方又は／及び他方の端部１９１Ａ，１９１Ｂを、第１実施形態と同様に切り込みを形成し、複数の帯状部に分割することが好ましい。なお、第２実施形態の第１の銀ペースト１９３Ａは、第１実施形態の第１の銀ペースト９３Ａと同様の材料を用いるとよい。このような構成の第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が奏される。

また、第１及び第２実施形態では、円筒型の燃料電池セルを用いた燃料電池装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、平板型の燃料電池セルを用いた燃料電池装置にも本発明を適用することができる。

図１９は、本発明の第３実施形態による平板型の燃料電池装置の構成を示す断面図である。図１９に示すように、第３実施形態の燃料電池装置は、燃料電池セル２８４と、インターコネクタ２９５と、集電部材２８６と、が繰り返し積層されて構成されている。

燃料電池セル２８４は、上方から空気極層２９２と、電解質層２９４と、燃料極層２９０とが積層されてなる。空気極層２９２は空気と接触する空気極であり、燃料極層２９０は燃料ガスと接触する層である。空気極層２９２、電解質層２９４、及び、燃料極層２９０は、それぞれ、第１実施形態の外側電極層９２、電解質層９４、及び内側電極層９０と同様の材料により構成される。

燃料電池セル２８４の上方にはインターコネクタ２９５が積層されている。インターコネクタ２９５は導電性の材料からなり下面に複数の凹部が形成されている。このインターコネクタ２９５の凹部内は、空気が流れる空気流路として機能する。インターコネクタ２９５の上方には導電性材料からなる集電部材２８６が積層されている。

集電部材２８６の上方には、別の燃料電池セル２８４が配置されている。集電部材２８６と燃料電池セル２８４とは間隔をあけて配置されている。この集電部材２８６と燃料電池セル２８４との間の空間は、燃料ガスが流れる燃料ガス流路して機能する。

第３実施形態の燃料電池装置では、燃料電池セル２８４の燃料極層２９０の下面と、集電部材２８６の上面とが銀箔２９１ａ、２９１ｂにより接続されている。図１９の右側に示す銀箔２９１ａは、一方の端部（図中左側の端部）が面接触した状態で、銀ペースト２９３Ｂにより燃料電池セル２８４の燃料極層２９０の下面に接続されている。そして、銀箔２９１ａは斜め下方に湾曲した状態で延び、銀箔２９１ａの他方の端部（図中右側の端部）が面接触した状態で、銀ペースト２９３Ａにより集電部材２８６に接続されている。銀箔２９１ａの燃料極層２９０に接続される部分と、集電部材２８６に接続される部分の間には、曲率を有する折り曲げ部２９１Ｃ１が形成されており、これにより銀箔２９１ａは撓んだ状態で燃料極層２９０と集電部材２８６とを電気的に接続している。

また、図１９の左側に示す銀箔２９１ｂは、一方の端部（図中左側の端部）が面接触した状態で、銀ペースト２９３Ｂにより燃料電池セル２８４の燃料極層２９０の下面に接続されている。そして、銀箔２９１ａは延出方向が反転するように折り曲げられ、銀箔２９１ａの他方の端部（図中右側の端部）が面接触した状態で、銀ペースト２９３Ａにより集電部材２８６に接続されている。これにより銀箔２９１ｂは撓んだ状態で燃料極層２９０と集電部材２８６とを電気的に接続している。なお、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に銀箔２９１ａ、２９１ｂの燃料電池セル２８４及び燃料極層２９０に接続される側の端部に切り込みを形成して複数の帯状部に分割してもよい。また、上記実施形態では、燃料電池セル２８４の燃料極層２９０と集電部材２８６との間を銀箔２９１ａ、２９１ｂにより接続したが、これに限らず、燃料電池セル２８４の空気極層２９２と、インターコネクタ２９５との間に隙間を設け、空気極層２９２とインターコネクタ２９５とを銀箔により電気的に接続してもよい。
第３実施形態の燃料電池セルの構成によっても、第１実施形態と同様の効果が奏される。

１固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）
２燃料電池モジュール
４補機ユニット
６ハウジング
７断熱材
７ａ一部分
８モジュールケース
８ａ天板
８ｂ側板
８ｃ底板
８ｄ閉鎖側板
８ｄ閉鎖側板
８ｆ吹出口
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
１８燃焼室
２４水供給源
２６純水タンク
２８水流量調整ユニット
３０燃料供給源
３２ガス遮断弁
３６脱硫器
３８燃料流量調整ユニット
３９バルブ
４０空気供給源
４２電磁弁
４４改質用空気流量調整ユニット
４５発電用空気流量調整ユニット
４６ヒータ
４８ヒータ
５０温水製造装置
５２制御ボックス
５４インバータ
６３燃料供給配管
６３ａ供給口
６４燃料ガス供給管
６４ａ水平部
６４ｂ燃料供給孔
６５水添脱硫器用水素取出管
６６マニホールド
６８下支持板
７４発電用空気導入管
８２排気ガス排出管
８３点火装置
８４燃料電池セル
８６内側電極端子
８６Ａ電極層本体
８６ＢＣｒ₂Ｏ₃層
８６ＣＣｒ₂Ｏ₃層
８６ＤＭｎＣｏ₂Ｏ₄層
８６Ｅ集電膜
８８燃料ガス流路
８９絶縁支持体
９０内側電極層
９０ａ上部
９０ｂ外周面
９０ｃ上端面
９１銀箔
９１Ａ円環部
９１Ｂ帯状部
９１Ｃ折り曲げ部
９１Ｄ切り込み
９２外側電極層
９３Ａ第１の銀ペースト
９３Ｂ第２の銀ペースト
９３Ｃ第３の銀ペースト
９４電解質層
９６ガラスシール
９８燃料ガス流路
１００上支持板
１０２集電体
１０２ａ燃料極用接続部
１０２ｂ空気極用接続部
１０４外部端子
１１１排気口
１１２混合ガス供給管
１２０改質器
１２０Ａ混合ガス受入部
１２０Ｂ改質部
１２０Ｃガス排出部
１２０ａ混合ガス供給口
１２０ｂ貫通孔
１２０ｃ改質部
１２１上側ケース
１２２下側ケース
１２３ａ仕切り板
１２３ｂ仕切り板
１３０排気ガス誘導部材
１３１下部誘導板
１３１ａ段部
１３２上部誘導板
１３２ａ凹部
１３３連結板
１３４連結板
１３５ガス溜
１４０蒸発器
１４０Ａ排気通路部
１４０Ｂ蒸発部
１４０Ｃ混合部
１４１蒸発器ケース
１４２上側ケース
１４２ａ上側ケースの内壁
１４２ｂ上側ケース内の上面
１４２ｃ鍔部
１４３下側ケース
１４３ａ下側ケース内の底面
１４３ｂ鍔部
１４３ｃ下側ケースの外側底面（排気通路室の外側底面）
１４３ｄ下側ケースの側壁面
１４４中間板
１４４ａ開口
１４４ｂ中間板の下側面
１４４ｃ中間板の上側面
１４５仕切り板（第２伝熱プレート）
１４５ａ連通孔（スリット）
１４６仕切り板（第１伝熱プレート）
１４６ａ連通孔（スリット）（排気通気口）
１４７仕切り板（第１伝熱プレート）
１４７ａ連通孔（スリット）（排気通気口）
１４８仕切り板
１４８ａ連通孔（スリット）
１６０発電用空気供給ケース
１６０ａ天板
１６０ｂ側板
１６１発電用空気供給通路
１６１ａ空気通路
１６１ｂ空気通路
１６２プレートフィン
１６３プレートフィン
１７１排気管
１７１ａ排気管の出口
１７２排気通路
１７２ａ排気ガス導入口
１７３排気通路
１７４排気通路
１７５プレートフィン
１８９導電支持体
１９１銀箔
１９１Ｃ折り曲げ部
１９３Ａ第１の銀ペースト
２８４燃料電池セル
２８６集電部材
２９０燃料極層
２９１Ｃ１折り曲げ部
２９１Ｃ２折り曲げ部
２９１ａ銀箔
２９１ｂ銀箔
２９２空気極層
２９３Ａ銀ペースト
２９３Ｂ銀ペースト
２９４電解質層
２９５インターコネクタ

Claims

燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルスタックであって、
前記燃料ガスが供給される燃料極層、前記酸化剤ガスが供給される空気極層、及び、前記燃料極層と前記空気極層の間に設けられた固体電解質層を有する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルにより発電された電力を前記燃料電池セルから取り出す集電部材と、を備え、
前記燃料電池セルは、可撓性の箔状の金属部材を介して前記集電部材に電気的に接続され、
前記箔状の金属部材は前記燃料電池セル及び前記集電部材に導電性のろう付け又は導電性のペーストにより接続され、
前記箔状の金属部材は、前記燃料電池セル及び前記集電部材の少なくとも一方に部位により異なる応力が生じた場合に、各部位に生じた応力に応じて追従する局所応力追従手段を有する、ことを特徴とする燃料電池セルスタック。
前記局所応力追従手段は、前記箔状の金属部材に所定の方向に延びるように形成された複数の切り込みにより構成される、請求項１記載の燃料電池セルスタック。
前記切り込みは、前記箔状の金属部材の前記燃料電池セル又は前記集電部材に接続する側の一端部に到達するように形成されている、請求項２記載の燃料電池セルスタック。
前記箔状の金属部材の前記一端部は、前記燃料電池セル又は前記集電部材に導電性のペーストにより接続されている、請求項３記載の燃料電池セルスタック。
前記燃料電池セルは円筒状であり、
前記集電部材は燃料電池セルの少なくとも一方の端部を包囲するように設けられ、
前記箔状の金属部材は、前記燃料電池セルの前記端部と、前記集電部材の内側壁面との間に全周にわたって設けられ、
前記箔状の金属部材の前記切り込みが到達する一端部が前記集電部材に接続されている、請求項４記載の燃料電池セルスタック。
前記導電性のペーストは、前記箔状の金属部材の一端部において、前記切り込みの近傍に設けられ、他の部位には設けられていない、請求項５記載の燃料電池セルスタック。
請求項１〜６の何れか１項に記載の燃料電池セルスタックと、
前記燃料電池セルスタックを収容するモジュールケースと、
前記モジュールケース内に配置され、水蒸気により原燃料ガスを改質して燃料ガスを生成し、この燃料ガスを前記燃料電池セルスタックに供給する改質器と、を備える、固体酸化物形燃料電池装置。