JP2019050125A - Cell stack device - Google Patents

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Abstract

To provide a cell stack device capable of decreasing a failure caused by vibration.SOLUTION: A cell stack device 100 comprises multiple fuel battery cells 1, a manifold 2 and a first coupling member 3. Each of the fuel battery cells 1 includes multiple gas passages. The manifold 2 supports a proximal end of each of the fuel battery cells 1. The first coupling member 3 is disposed in a first end of each of the fuel battery cells 1 in a width direction on a distal end face of each of the fuel battery cells 1. The first coupling member 3 couples the fuel battery cells 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、セルスタック装置に関するものである。   The present invention relates to a cell stack device.

セルスタック装置は、マニホールドと、複数の燃料電池セルとを備えている(特許文献1)。各燃料電池セルは、基端部がマニホールドに支持されている。詳細には、マニホールドの天板に形成された貫通孔内に燃料電池セルの基端部が挿入されており、燃料電池セルの基端部と天板部とが接合材によって接合されている。このように、各燃料電池セルは、マニホールドから上方に延びており、各燃料電池セルの先端は自由端となっている。   The cell stack device includes a manifold and a plurality of fuel cells (Patent Document 1). Each fuel cell has its proximal end supported by a manifold. Specifically, the base end of the fuel cell is inserted into the through hole formed in the top plate of the manifold, and the base end of the fuel cell and the top plate are joined by a bonding material. Thus, each fuel cell extends upward from the manifold, and the tip of each fuel cell is a free end.

特開2015−164094号公報JP, 2015-164094, A

上述したような構成のセルスタック装置が振動を受けると、燃料電池セルとマニホールドとの接合部に不具合が生じるおそれがある。そこで、本発明は、振動による不具合を減少させることのできるセルスタック装置を提供する。   When the cell stack device having the above-described configuration is subjected to vibration, there is a possibility that a failure may occur at the junction between the fuel cell and the manifold. Therefore, the present invention provides a cell stack device capable of reducing problems due to vibration.

本発明のある側面に係るセルスタック装置は、複数の燃料電池セルと、マニホールドと、第1連結部材とを備えている。各燃料電池セルは、複数のガス流路を有する。マニホールドは、各燃料電池セルの基端部を支持する。第1連結部材は、各燃料電池セルの先端面上において各燃料電池セルの幅方向の第1端部に配置されている。また、第1連結部材は、各燃料電池セルを連結する。   A cell stack device according to an aspect of the present invention includes a plurality of fuel cells, a manifold, and a first connecting member. Each fuel cell has a plurality of gas flow paths. The manifold supports the proximal end of each fuel cell. The first connection member is disposed at a first end in the width direction of each fuel cell on the front end surface of each fuel cell. The first connecting member connects the fuel cells.

この構成によれば、各燃料電池セルの先端部が第1連結部材によって互い連結されているため、各燃料電池セルの振動を低減することができる。この結果、セルスタック装置に対する振動による不具合を減少させることができる。   According to this configuration, since the tip portions of the respective fuel cells are connected to each other by the first connecting member, it is possible to reduce the vibration of the respective fuel cells. As a result, it is possible to reduce the trouble due to the vibration to the cell stack device.

好ましくは、セルスタック装置は、第2連結部材をさらに備えている。第2連結部材は、各燃料電池セルの先端面上において各燃料電池セルの幅方向の第2端部に配置されている。また、第2連結部材は、各燃料電池セルを連結する。この構成によれば、第1連結部材で各燃料電池セルの幅方向の第1端部同士を連結し、第2連結部材で各燃料電池セルの幅方向の第2端部同士を連結する。このため、各燃料電池セルの振動をより低減することができる。   Preferably, the cell stack device further includes a second connection member. The second connection member is disposed at the second end of each fuel cell in the width direction on the front end face of each fuel cell. The second connection member connects the fuel cells. According to this configuration, the first connecting members connect the first ends of the fuel cells in the width direction, and the second connecting members connect the second ends of the fuel cells in the width direction. For this reason, the vibration of each fuel cell can be further reduced.

好ましくは、セルスタック装置は、第1連結部材と第2連結部材とを連結する少なくとも1つの中間部材をさらに備える。   Preferably, the cell stack device further includes at least one intermediate member that connects the first connection member and the second connection member.

好ましくは、中間部材は、隣接する燃料電池セルの主面に沿って延びる。この構成によれば、中間部材によって、各燃料電池セルの振動をより低減させることができる。   Preferably, the intermediate member extends along the main surface of the adjacent fuel cell. According to this configuration, the vibration of each fuel cell can be further reduced by the intermediate member.

好ましくは、第1連結部材は、複数の係合凹部を有する。各燃料電池セルの先端部は、係合凹部に係合する。   Preferably, the first connection member has a plurality of engagement recesses. The tip of each fuel cell engages with the engagement recess.

好ましくは、各燃料電池セルの先端部は、配列方向において、前記係合凹部よりも小さい寸法を有する。この構成によれば、燃料電池セルの先端部の位置が設計値と多少異なっていても、各燃料電池セルの先端部を係合凹部に挿入することができる。   Preferably, the tip of each fuel cell has a smaller dimension than the engagement recess in the arrangement direction. According to this configuration, even if the position of the end of the fuel cell is slightly different from the design value, the end of each fuel cell can be inserted into the engagement recess.

好ましくは、第1連結部材は、連結本体部と、複数の弾性部とを有している。連結本体部は、複数の燃料電池セルの配列方向に沿って延びる。各弾性部は、連結本体部から下方に突出している。また、各弾性部は、配列方向において互いに間隔をあけて配置される。各燃料電池セルの先端部は、隣り合う一対の弾性部の間に挿入される。   Preferably, the first connection member has a connection main body and a plurality of elastic parts. The connecting body extends along the arrangement direction of the plurality of fuel cells. Each elastic portion protrudes downward from the connection main body. In addition, the respective elastic parts are arranged at intervals in the arrangement direction. The tip of each fuel cell is inserted between a pair of adjacent elastic parts.

この構成によれば、燃料電池セルの先端部の位置が設計値と多少異なっていても、弾性部が変形するため、各燃料電池セルの先端部を一対の弾性部の間に容易に挿入することができる。   According to this configuration, even if the position of the end of the fuel cell is slightly different from the design value, the elastic portion is deformed, so the end of each fuel cell can be easily inserted between the pair of elastic portions. be able to.

好ましくは、セルスタック装置は、マニホールド及び複数の燃料電池セルを収容する筐体をさらに備える。第1連結部材は、筐体に向かって延びる。   Preferably, the cell stack device further includes a housing that accommodates the manifold and the plurality of fuel cells. The first connecting member extends toward the housing.

本発明によれば、振動による不具合を減少させることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce problems due to vibration.

セルスタック装置の斜視図。The perspective view of a cell stack device. セルスタック装置の断面図。Sectional drawing of a cell stack apparatus. 燃料電池セルの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a fuel cell. 燃料電池セルの断面図。Sectional drawing of a fuel cell. セルスタック装置の拡大断面図。The expanded sectional view of a cell stack device. 第1及び第2連結部材と燃料電池セルとの位置関係を示す平面図。FIG. 7 is a plan view showing the positional relationship between the first and second connection members and the fuel cell. 第1連結部材の斜視図。The perspective view of the 1st connecting member. 変形例に係るセルスタック装置の斜視図。The perspective view of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係る第1及び第2連結部材と燃料電池セルとの位置関係を示す平面図。The top view which shows the positional relationship of the 1st, 2nd connection member and fuel cell which concern on a modification. 変形例に係る第1及び第2連結部材と燃料電池セルとの位置関係を示す平面図。The top view which shows the positional relationship of the 1st, 2nd connection member and fuel cell which concern on a modification. 変形例に係る第1及び第2連結部材の側面図。The side view of the 1st and 2nd connection member concerning a modification. 変形例に係る第1及び第2連結部材と燃料電池セルと筐体との位置関係を示す平面図。The top view which shows the positional relationship of the 1st and 2nd connection member which concerns on a modification, a fuel battery cell, and a housing | casing. 変形例に係るセルスタック装置の斜視図。The perspective view of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の仕切部材を示す平面図。The top view which shows the partition member of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の仕切部材を示す平面図。The top view which shows the partition member of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の充填部材を示す平面図。The top view which shows the filling member of the cell stack apparatus which concerns on a modification.

[セルスタック装置]
以下、本発明に係るセルスタック装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1及び図2に示すように、セルスタック装置100は、複数の燃料電池セル1と、マニホールド2と、第1連結部材3、第2連結部材4、及び筐体5を備えている。
[Cell stack device]
Hereinafter, an embodiment of a cell stack device according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the cell stack device 100 includes a plurality of fuel cells 1, a manifold 2, a first connection member 3, a second connection member 4, and a housing 5.

[マニホールド]
マニホールド2は、各燃料電池セル1にガスを分配するように構成されている。マニホールド2は、中空状であり、内部空間を有している。マニホールド2の内部空間には、導入管201を介して燃料ガスなどのガスが供給される。マニホールド2は、この内部空間と外部とを連通する複数の貫通孔27を有している。
[Manifold]
The manifold 2 is configured to distribute gas to each fuel cell 1. The manifold 2 is hollow and has an internal space. A gas such as a fuel gas is supplied to the internal space of the manifold 2 through the introduction pipe 201. The manifold 2 has a plurality of through holes 27 communicating the internal space with the outside.

マニホールド2は、各燃料電池セル1を支持している。詳細には、マニホールド2は、各燃料電池セル1の基端部を支持している。マニホールド2は、底板21、側板22、及び天板23を有している。また、マニホールド2は、フランジ部24をさらに有している。   The manifold 2 supports each fuel cell 1. Specifically, the manifold 2 supports the proximal end of each fuel cell 1. The manifold 2 has a bottom plate 21, side plates 22, and a top plate 23. The manifold 2 further has a flange portion 24.

底板21は、略矩形状である。側板22は、底板21の外周縁部から上方に延びている。底板21と側板22とは、1つの部材によって形成されている。この底板21及び側板22は、マニホールド本体20を構成している。フランジ部24は、側板22の上端部から外方に延びている。このフランジ部24は、底板21及び側板22と1つの部材によって形成されている。   The bottom plate 21 is substantially rectangular. The side plate 22 extends upward from the outer peripheral edge of the bottom plate 21. The bottom plate 21 and the side plate 22 are formed by one member. The bottom plate 21 and the side plate 22 constitute a manifold body 20. The flange portion 24 extends outward from the upper end of the side plate 22. The flange portion 24 is formed by the bottom plate 21 and the side plate 22 and one member.

天板23は、マニホールド本体20の開口上面を塞ぐように配置されている。詳細には、天板23は、フランジ部24に接合されている。天板23とフランジ部24とは、例えば、溶接又は接合材などによって互いに接合される。導入管201は、側板22又は天板23に取り付けられている。   The top plate 23 is disposed so as to close the opening upper surface of the manifold body 20. In detail, the top plate 23 is joined to the flange portion 24. The top plate 23 and the flange portion 24 are bonded to each other by, for example, welding or a bonding material. The introduction pipe 201 is attached to the side plate 22 or the top plate 23.

天板23は、各燃料電池セル1が取り付けられるように構成されている。詳細には、天板23は、複数の貫通孔27を有している。各貫通孔27は、マニホールド2の幅方向(y軸方向)に延びている。また、各貫通孔27は、マニホールド2の長手方向(z軸方向)において、互いに間隔をあけて配置されている。   The top plate 23 is configured such that each fuel cell 1 is attached. In detail, the top plate 23 has a plurality of through holes 27. Each through hole 27 extends in the width direction (y-axis direction) of the manifold 2. Further, the respective through holes 27 are arranged at intervals in the longitudinal direction (z-axis direction) of the manifold 2.

例えば、マニホールド2は、耐熱性を有するような金属あるいは絶縁性セラミックスによって形成される。より具体的には、マニホールド2は、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、Ni基合金、MgO(酸化マグネシウム)、Al(酸化アルミニウム)、MgAl(マグネシアアルミナスピネル)、MgO・SiO(ステアタイト)、及び2MgO・SiO(フォルステライト)よりなる群から選ばれる少なくとも1種から形成されている。 For example, the manifold 2 is formed of a metal or insulating ceramic having heat resistance. More specifically, the manifold 2 is made of ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, Ni-based alloy, MgO (magnesium oxide), Al 2 O 3 (aluminum oxide), MgAl 2 O 4 (magnesia alumina spinel), MgO · SiO 2 (steatite), and 2MgO · SiO 2 is formed of at least one selected from the group consisting of (forsterite).

[燃料電池セル]
各燃料電池セル1は、マニホールド2から上方に延びている。詳細には、各燃料電池セル1は、マニホールド2の天板23から上方に延びている。燃料電池セル1の基端部は、貫通孔27内に挿入されている。なお、本実施形態では、燃料電池セル1の基端部は、下端部と同義である。また、燃料電池セル1の先端部は、上端部と同義である。燃料電池セル1の基端部は、天板23から下方に突出していてもよい。燃料電池セルの長手方向(x軸方向)の長さは、例えば、100〜300mm程度とすることができる。
[Fuel cell]
Each fuel cell 1 extends upward from the manifold 2. Specifically, each fuel cell 1 extends upward from the top plate 23 of the manifold 2. The base end of the fuel cell 1 is inserted into the through hole 27. In the present embodiment, the base end of the fuel cell 1 is synonymous with the lower end. Further, the front end portion of the fuel cell 1 is synonymous with the upper end portion. The base end of the fuel cell 1 may protrude downward from the top plate 23. The length in the longitudinal direction (x-axis direction) of the fuel cell can be, for example, about 100 to 300 mm.

各燃料電池セル1の基端部は、第1接合材101によって、マニホールド2に固定されている。第1接合材101は、燃料電池セル1の基端部とマニホールド2の天板23とを接合している。詳細には、第1接合材101は、燃料電池セル1の下端部と天板23との隙間を塞ぐように配置されている。   The base end of each fuel cell 1 is fixed to the manifold 2 by a first bonding material 101. The first bonding material 101 bonds the base end portion of the fuel cell 1 and the top plate 23 of the manifold 2. In detail, the first bonding material 101 is disposed so as to close a gap between the lower end portion of the fuel cell 1 and the top plate 23.

第1接合材101は、例えば、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、SiO−B系、SiO−CaO系、又はSiO−MgO系が採用され得る。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合(結晶化度)が60%以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が40%未満のガラスを指す。なお、第3接合材103の材料として、非晶質ガラス、ろう材、又はセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、第3接合材103は、SiO−MgO−B−Al系及びSiO−MgO−Al−ZnO系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。 The first bonding material 101 is, for example, crystallized glass. The crystallized glass, for example, SiO 2 -B 2 O 3 system, SiO 2 -CaO-based, or SiO 2 -MgO system may be employed. In addition, in this specification, the ratio (the degree of crystallinity) of “volume occupied by the crystal phase” to the total volume is 60% or more, and “the volume occupied by the amorphous phase and the impurities to the total volume” Refers to glass with a percentage of less than 40%. In addition, as a material of the third bonding material 103, amorphous glass, brazing material, ceramics, or the like may be employed. Specifically, the third bonding material 103 is at least one selected from the group consisting of a SiO 2 -MgO-B 2 O 5 -Al 2 O 3 system and a SiO 2 -MgO-Al 2 O 3 -ZnO system. .

各燃料電池セル1は、配列方向(z軸方向)に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。なお、各燃料電池セル1は、配列方向に沿って、等間隔に配置されていることが好ましいが、等間隔に配置されていなくてもよい。   The fuel cells 1 are spaced apart from each other along the arrangement direction (z-axis direction). The fuel cells 1 are preferably arranged at equal intervals along the arrangement direction, but may not be arranged at equal intervals.

図3に示すように、各燃料電池セル1は、複数のガス流路121を有している。ガス流路121は、燃料電池セル1の長手方向(x軸方向)に沿って延びている。具体的には、ガス流路121は、上下方向に延びている。各ガス流路121は、燃料電池セル1の幅方向(y軸方向)において、互いに間隔をあけて配置されている。各ガス流路121は、燃料電池セル1の基端面及び先端面において開口している。すなわち、各ガス流路121は、燃料電池セル1の基端面から先端面まで延びている。   As shown in FIG. 3, each fuel cell 1 has a plurality of gas flow channels 121. The gas flow path 121 extends along the longitudinal direction (x-axis direction) of the fuel cell 1. Specifically, the gas flow passage 121 extends in the vertical direction. The gas flow channels 121 are spaced apart from each other in the width direction (y-axis direction) of the fuel cell 1. Each gas passage 121 is open at the base end face and the tip end face of the fuel cell 1. That is, each gas flow passage 121 extends from the base end face of the fuel cell 1 to the tip end face.

燃料電池セル1は、複数の発電素子部11と、支持基板12とを備えている。   The fuel cell 1 includes a plurality of power generation element units 11 and a support substrate 12.

[支持基板]
支持基板12は、マニホールド2から上方に延びている。すなわち、支持基板12は、上下方向に延びている。支持基板12は、上述した複数のガス流路121を内部に有している。支持基板12の長手方向(x軸方向)は、燃料電池セル1の長手方向と同じ方向である。
[Supporting substrate]
The support substrate 12 extends upward from the manifold 2. That is, the support substrate 12 extends in the vertical direction. The support substrate 12 internally includes the plurality of gas flow channels 121 described above. The longitudinal direction (x-axis direction) of the support substrate 12 is the same as the longitudinal direction of the fuel cell 1.

図4に示すように、支持基板12は、複数の第1凹部123を有している。各第1凹部123は、支持基板12の両面に形成されている。各第1凹部123は支持基板12の長手方向において互いに間隔をあけて配置されている。   As shown in FIG. 4, the support substrate 12 has a plurality of first recesses 123. Each first recess 123 is formed on both sides of the support substrate 12. The first recesses 123 are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the support substrate 12.

支持基板12は、電子伝導性を有さない多孔質の材料によって構成される。支持基板12は、例えば、CSZ(カルシア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、支持基板12は、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)とから構成されてもよいし、MgO(酸化マグネシウム)とMgAl(マグネシアアルミナスピネル)とから構成されてもよい。支持基板12の気孔率は、例えば、20〜60%程度である。 The support substrate 12 is made of a porous material having no electron conductivity. The support substrate 12 can be made of, for example, CSZ (calcia stabilized zirconia). Alternatively, the support substrate 12 may be composed of NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia), or composed of NiO (nickel oxide) and Y 2 O 3 (yttria) It may be made of MgO (magnesium oxide) and MgAl 2 O 4 (magnesia alumina spinel). The porosity of the support substrate 12 is, for example, about 20 to 60%.

[発電素子部]
各発電素子部11は、支持基板12の両面に支持されている。なお、各発電素子部11は、支持基板12の片面のみに支持されていてもよい。各発電素子部11は、燃料電池セル1の長手方向(x軸方向)において、配列されている。すなわち、各発電素子部11は、上下方向に配列されている。本実施形態に係る燃料電池セル1は、いわゆる横縞型の燃料電池セルである。
[Power generation element]
Each power generation element unit 11 is supported on both sides of the support substrate 12. Each power generation element unit 11 may be supported only on one side of the support substrate 12. The respective power generation element units 11 are arranged in the longitudinal direction (x-axis direction) of the fuel cell 1. That is, each power generation element unit 11 is arranged in the vertical direction. The fuel cell 1 according to the present embodiment is a so-called horizontal stripe type fuel cell.

各発電素子部11は、発電素子本体部110と、電気的接続部111と、を有している。発電素子本体部110は、燃料極13、電解質14、及び空気極15を有している。また、各発電素子部11は、反応防止膜16をさらに有している。燃料極13は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。燃料極13は、燃料極集電部131と燃料極活性部132とを有する。   Each power generation element unit 11 includes a power generation element main body 110 and an electrical connection portion 111. The power generation element body 110 has a fuel electrode 13, an electrolyte 14, and an air electrode 15. Each power generation element unit 11 further includes a reaction prevention film 16. The fuel electrode 13 is a sintered body composed of a porous material having electron conductivity. The fuel electrode 13 has a fuel electrode current collector portion 131 and a fuel electrode active portion 132.

燃料極集電部131は、第1凹部123内に配置されている。詳細には、燃料極集電部131は、第1凹部123内に充填されており、第1凹部123と同様の外形を有する。各燃料極集電部131は、第2凹部131a及び第3凹部131bを有している。燃料極活性部132は、第2凹部131a内に配置されている。詳細には、燃料極活性部132は、第2凹部131a内に充填されている。   The fuel electrode current collector 131 is disposed in the first recess 123. In detail, the anode collecting portion 131 is filled in the first concave portion 123 and has the same outer shape as the first concave portion 123. Each anode collecting portion 131 has a second recess 131a and a third recess 131b. The anode active portion 132 is disposed in the second recess 131a. Specifically, the anode active portion 132 is filled in the second recess 131a.

燃料極集電部131は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極集電部131は、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とCSZ(カルシア安定化ジルコニア)とから構成されてもよい。燃料極集電部131の厚さ、並びに第1凹部123の深さは、50〜500μm程度である。 The fuel electrode collector portion 131 may be made of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode current collector portion 131 may be composed of NiO (nickel oxide) and Y 2 O 3 (yttria), or composed of NiO (nickel oxide) and CSZ (calcia stabilized zirconia) It is also good. The thickness of the fuel electrode current collector 131 and the depth of the first recess 123 are about 50 to 500 μm.

燃料極活性部132は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極活性部132は、NiO(酸化ニッケル)とGDC(ガドリニウムドープセリア)とから構成されてもよい。燃料極活性部132の厚さは、5〜30μmである。   The fuel electrode active portion 132 can be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the anode active part 132 may be composed of NiO (nickel oxide) and GDC (gadolinium-doped ceria). The thickness of the fuel electrode active portion 132 is 5 to 30 μm.

電解質14は、燃料極13上を覆うように配置されている。詳細には、電解質14は、隣り合うインターコネクタ112間を長手方向に延びている。すなわち、燃料電池セル1の長手方向において、電解質14とインターコネクタ112とが交互に配置されている。   The electrolyte 14 is disposed to cover the fuel electrode 13. In particular, the electrolyte 14 extends longitudinally between adjacent interconnectors 112. That is, in the longitudinal direction of the fuel cell 1, the electrolytes 14 and the interconnectors 112 are alternately arranged.

電解質14は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料から構成される焼成体である。電解質14は、例えば、YSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、電解質14は、LSGM(ランタンガレート)から構成されてもよい。電解質14の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。   The electrolyte 14 is a sintered body composed of a dense material having ion conductivity and no electron conductivity. The electrolyte 14 may be composed of, for example, YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the electrolyte 14 may be made of LSGM (lanthanum gallate). The thickness of the electrolyte 14 is, for example, about 3 to 50 μm.

反応防止膜16は、緻密な材料から構成される焼成体である。反応防止膜16は、電解質14と空気極15との間に配置されている。反応防止膜16は、電解質14内のYSZと空気極15内のSrとが反応して電解質14と空気極15との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。   The reaction prevention film 16 is a sintered body composed of a dense material. The reaction prevention film 16 is disposed between the electrolyte 14 and the air electrode 15. The reaction preventing film 16 suppresses the occurrence of a phenomenon in which a reaction layer having a large electric resistance is formed at the interface between the electrolyte 14 and the air electrode 15 by the reaction between YSZ in the electrolyte 14 and Sr in the air electrode 15. Provided in

反応防止膜16は、希土類元素を含むセリアを含んだ材料から構成されている。反応防止膜16は、例えば、GDC=(Ce,Gd)O(ガドリニウムドープセリア)から構成され得る。反応防止膜16の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。 The reaction prevention film 16 is made of a material containing ceria containing a rare earth element. The reaction prevention film 16 can be made of, for example, GDC = (Ce, Gd) O 2 (gadolinium-doped ceria). The thickness of the reaction prevention film 16 is, for example, about 3 to 50 μm.

空気極15は、空気極活性部151と、空気極集電部152とを有している。空気極活性部151は、反応防止膜16上に配置されている。空気極活性部151は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極活性部151は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、空気極活性部151は、LSF=(La,Sr)FeO(ランタンストロンチウムフェライト)、LNF=La(Ni,Fe)O(ランタンニッケルフェライト)、又は、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)等から構成されてもよい。空気極活性部151は、LSCFから構成される第1層(内側層)とLSCから構成される第2層(外側層)との2層によって構成されてもよい。空気極活性部151の厚さは、例えば、10〜100μmである。 The air electrode 15 has an air electrode active portion 151 and an air electrode current collecting portion 152. The cathode active portion 151 is disposed on the reaction prevention film 16. The cathode active part 151 is a sintered body composed of a porous material having electron conductivity. The cathode active part 151 may be made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, the cathode active part 151 may be formed of LSF = (La, Sr) FeO 3 (lanthanum strontium ferrite), LNF = La (Ni, Fe) O 3 (lanthanum nickel ferrite), or LSC = (La, Sr) CoO 3 (lanthanum strontium cobaltite) etc. may be comprised. The cathode active part 151 may be composed of two layers of a first layer (inner layer) composed of LSCF and a second layer (outer layer) composed of LSC. The thickness of the cathode active portion 151 is, for example, 10 to 100 μm.

空気極集電部152は、空気極活性部151上に配置されている。空気極集電部152は、空気極活性部151上から隣の発電素子部11に向かって延びている。詳細には、空気極集電部152は、隣の発電素子部11の電気的接続部111であるインターコネクタ112まで延びている。空気極集電部152は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。   The air electrode current collecting unit 152 is disposed on the air electrode active unit 151. The air electrode current collecting portion 152 extends from above the air electrode active portion 151 toward the adjacent power generation element portion 11. In detail, the air electrode current collection part 152 is extended to the interconnector 112 which is the electrical connection part 111 of the next power generation element part 11. The air electrode collector portion 152 is a sintered body made of a porous material having electron conductivity.

空気極集電部152は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、空気極集電部152は、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)から構成されてもよい。或いは、空気極集電部152は、Ag(銀)、Ag−Pd(銀パラジウム合金)から構成されてもよい。空気極集電部152の厚さは、例えば、50〜500μm程度である。 The air electrode current collector 152 may be made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, the air electrode current collecting portion 152 may be configured of LSC = (La, Sr) CoO 3 (lanthanum strontium cobaltite). Alternatively, the air electrode current collector 152 may be made of Ag (silver) or Ag—Pd (silver-palladium alloy). The thickness of the air electrode current collector 152 is, for example, about 50 to 500 μm.

各発電素子部11のうち、最も下方に配置される下側発電素子部11aを除いた残りの発電素子部11は、電気的接続部111としてインターコネクタ112を有している。インターコネクタ112は、隣り合う発電素子本体部110同士を互いに電気的に接続するように構成されている。   The remaining power generation element units 11 of the power generation element units 11 excluding the lower power generation element unit 11 a disposed at the lowermost position have an interconnector 112 as the electrical connection unit 111. The interconnector 112 is configured to electrically connect adjacent power generation element main portions 110 to each other.

インターコネクタ112は、第3凹部131b内に配置されている。詳細には、インターコネクタ112は、第3凹部131b内に埋設(充填)されている。インターコネクタ112は、電子伝導性を有する緻密な材料から構成される焼成体である。インターコネクタ112は、例えば、LaCrO(ランタンクロマイト)から構成され得る。或いは、インターコネクタ112は、(Sr,La)TiO(ストロンチウムチタネート)から構成されてもよい。インターコネクタ112の厚さは、例えば、10〜100μmである。 The interconnector 112 is disposed in the third recess 131 b. In detail, the interconnector 112 is embedded (filled) in the third recess 131 b. The interconnector 112 is a fired body composed of a dense material having electron conductivity. The interconnector 112 can be made of, for example, LaCrO 3 (lanthanum chromite). Alternatively, the interconnector 112 may be made of (Sr, La) TiO 3 (strontium titanate). The thickness of the interconnector 112 is, for example, 10 to 100 μm.

図5に示すように、各発電素子部11のうち、最も下方に配置される下側発電素子部11aは、発電素子本体部110と、電気的接続部111とを有している。なお、支持基板12の両面に発電素子部11が配置されている場合、支持基板12の両面のそれぞれに下側発電素子部11aが配置されている。電気的接続部111は、発電素子本体部110と電気的に接続している。また、電気的接続部111は、発電素子本体部110から下方に延びている。この下側発電素子部11aの電気的接続部111は、第1接続部113と、第2接続部114とを有している。   As shown in FIG. 5, the lower power generation element unit 11 a disposed at the lowermost position among the power generation element units 11 includes a power generation element main body 110 and an electrical connection portion 111. When the power generation element units 11 are disposed on both sides of the support substrate 12, the lower power generation element units 11 a are disposed on both sides of the support substrate 12. The electrical connection portion 111 is electrically connected to the power generation element main portion 110. In addition, the electrical connection portion 111 extends downward from the power generation element main portion 110. The electrical connection portion 111 of the lower power generation element portion 11 a includes a first connection portion 113 and a second connection portion 114.

第1接続部113は、上述したインターコネクタ112と同様の構成を有している。すなわち、第1接続部113は、燃料極集電部131の第3凹部131b内に配置されている。第1接続部113は、電子伝導性を有する緻密な材料から構成される。第1接続部113は、上述したインターコネクタ112の材料のいずれかで形成することができる。   The first connection portion 113 has a configuration similar to that of the interconnector 112 described above. That is, the first connection portion 113 is disposed in the third recess 131 b of the fuel electrode current collector 131. The first connection portion 113 is made of a dense material having electron conductivity. The first connection portion 113 can be formed of any of the materials of the interconnector 112 described above.

第2接続部114は、上述した空気極集電部152の材料のいずれかで形成することができる。第2接続部114は、第1接続部113と電気的に接続されている。また、第2接続部114は、第1接続部113から下方に延びている。   The second connection portion 114 can be formed of any of the materials of the air electrode current collecting portion 152 described above. The second connection portion 114 is electrically connected to the first connection portion 113. Further, the second connection portion 114 extends downward from the first connection portion 113.

燃料電池セル1の基端部は、緻密膜18によって覆われている。詳細には、緻密膜18は、支持基板12を覆っている。緻密膜18は、第2接続部114と支持基板12との間から下方に延びている。   The proximal end of the fuel cell 1 is covered by a dense membrane 18. In detail, the dense film 18 covers the support substrate 12. The dense film 18 extends downward from between the second connection portion 114 and the support substrate 12.

緻密膜18は、緻密膜18の内側の空間を流れる燃料ガスと緻密膜18の外側の空間を流れる空気との混合を防止するガスシール機能を発揮する。このガスシール機能を発揮するため、この緻密膜18の気孔率は、例えば、10%以下である。また、緻密膜18は、絶縁性セラミックスで構成されている。   The dense film 18 exerts a gas seal function to prevent the mixture of the fuel gas flowing in the space inside the dense film 18 and the air flowing in the space outside the dense film 18. In order to exhibit this gas seal function, the porosity of the dense film 18 is, for example, 10% or less. The dense film 18 is made of insulating ceramic.

具体的には、緻密膜18は、上述した電解質14と反応防止膜16とによって構成することができる。緻密膜18を構成する電解質14は、支持基板12を覆っており、第1接続部113から支持基板12の下端近傍まで延びている。また、緻密膜18を構成する反応防止膜16は、電解質14と第2接続部114との間に配置されている。なお、緻密膜18は、電解質14のみで構成されていてもよいし、電解質14及び反応防止膜16以外の材料によって構成されていてもよい。   Specifically, the dense film 18 can be configured by the electrolyte 14 and the reaction prevention film 16 described above. The electrolyte 14 constituting the dense film 18 covers the support substrate 12 and extends from the first connection portion 113 to the vicinity of the lower end of the support substrate 12. In addition, the reaction prevention film 16 constituting the dense film 18 is disposed between the electrolyte 14 and the second connection portion 114. The dense film 18 may be made of only the electrolyte 14 or may be made of materials other than the electrolyte 14 and the reaction prevention film 16.

[集電部材]
図2に示すように、各燃料電池セル1は、集電部材6を介して互いに電気的に接続されている。集電部材6は、各燃料電池セル1の間に配置されており、隣り合う各燃料電池セル1を電気的に接続している。集電部材6は、導電性を有する材料から形成されている。例えば、集電部材6は、酸化物セラミックスの焼成体又は金属などによって形成されている。なお、集電部材6は、第2接合材102によって各燃料電池セル1に接合されている。第2接合材102は、例えば、例えば、(Mn,Co)、(La,Sr)MnO、及び(La,Sr)(Co,Fe)Oなどから選ばれる少なくとも1種である。
[Current collecting member]
As shown in FIG. 2, the fuel cells 1 are electrically connected to each other via a current collecting member 6. The current collecting member 6 is disposed between the fuel cells 1 and electrically connects the adjacent fuel cells 1. The current collecting member 6 is formed of a conductive material. For example, the current collecting member 6 is formed of a sintered body or metal of oxide ceramic. The current collecting member 6 is joined to each fuel cell 1 by the second joining material 102. The second bonding material 102 is at least one selected from, for example, (Mn, Co) 3 O 4 , (La, Sr) MnO 3 , and (La, Sr) (Co, Fe) O 3. .

[表裏接続部材]
各燃料電池セル1において、支持基板12の一方面に形成された発電素子部11と、支持基板12の他方面に形成された発電素子部11とは、表裏接続部材7によって電気的に接続されている。詳細には、表裏接続部材7は、支持基板12の一方面及び他方面のそれぞれにおいて最も上方に配置される各発電素子部11同士を電気的に接続している。
[Front and back connection member]
In each fuel cell 1, the power generation element portion 11 formed on one surface of the support substrate 12 and the power generation element portion 11 formed on the other surface of the support substrate 12 are electrically connected by the front and back connection members 7. ing. In detail, the front and back connecting members 7 electrically connect the respective power generation element units 11 arranged at the top on each of the one surface and the other surface of the support substrate 12.

[第1及び第2連結部材]
図6に示すように、第1連結部材3は、燃料電池セル1の配列方向(z軸方向)に延びている。第1連結部材3は、各燃料電池セル1の先端面上に配置されている。また、第1連結部材3は、各燃料電池セル1の幅方向の第1端部に配置されている。具体的には、第1連結部材3は、ガス流路121の開口面と重ならないように配置されている。
[First and second connecting members]
As shown in FIG. 6, the first connection member 3 extends in the arrangement direction (z-axis direction) of the fuel cells 1. The first connecting member 3 is disposed on the front end surface of each fuel cell 1. Further, the first connecting member 3 is disposed at a first end in the width direction of each fuel cell 1. Specifically, the first connection member 3 is disposed so as not to overlap with the opening surface of the gas flow passage 121.

図7に示すように、第1連結部材3は、各燃料電池セル1の先端部を互いに連結するように構成されている。詳細には、第1連結部材3は、連結本体部31と、複数の弾性部32とを有している。   As shown in FIG. 7, the first connecting member 3 is configured to connect the end portions of the fuel cells 1 to each other. In detail, the first connecting member 3 has a connecting main body portion 31 and a plurality of elastic portions 32.

連結本体部31は、板状である。連結本体部31は、各燃料電池セル1の配列方向(z軸方向)に沿って延びている。連結本体部31は、各燃料電池セル1の先端面上に配置されている。   The connection main body 31 is plate-shaped. The connecting body portion 31 extends along the arrangement direction (z-axis direction) of the fuel cells 1. The connection main body 31 is disposed on the front end surface of each fuel cell 1.

各弾性部32は、連結本体部31から下方に突出している。各弾性部32は、連結本体部31の長手方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。なお、各弾性部32の間隔は、燃料電池セル1の厚さと同じ程度である。各弾性部32は、連結本体部31の長手方向において、弾性を有している。各弾性部32は、例えば、U字状に折り曲げられた金属板、又は、無機材料によって形成されている。より具体的には、各弾性部32は、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、ニッケル基合金等の金属材料又はマイカ、バーミキュライト等の無機材料などによって形成される。   Each elastic portion 32 protrudes downward from the connection main body portion 31. The respective elastic portions 32 are spaced apart from each other along the longitudinal direction of the connecting body portion 31. The distance between the elastic portions 32 is about the same as the thickness of the fuel cell 1. Each elastic portion 32 has elasticity in the longitudinal direction of the connection main body portion 31. Each elastic portion 32 is formed of, for example, a metal plate bent in a U-shape or an inorganic material. More specifically, each elastic portion 32 is formed of a metallic material such as ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, nickel base alloy, or an inorganic material such as mica or vermiculite.

図1に示すように、隣り合う一対の弾性部32の間に、各燃料電池セル1の先端部が挿入される。このように、第1連結部材3が各燃料電池セル1の先端部を挟むことで、各燃料電池セル1は互いに連結される。   As shown in FIG. 1, the tip of each fuel cell 1 is inserted between a pair of elastic parts 32 adjacent to each other. As described above, the fuel cell unit 1 is connected to each other by the first connecting member 3 sandwiching the front end portion of the fuel cell unit 1.

図6に示すように、第2連結部材4は、燃料電池セル1の配列方向(z軸方向)に延びている。第2連結部材4は、各燃料電池セル1の先端面上に配置されている。また、第2連結部材4は、各燃料電池セル1の幅方向の第2端部に配置されている。具体的には、第2連結部材4は、ガス流路121の開口面と重ならないように配置されている。第2連結部材4は、第1連結部材3と基本的に同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。   As shown in FIG. 6, the second connection member 4 extends in the arrangement direction (z-axis direction) of the fuel cells 1. The second connection member 4 is disposed on the front end surface of each fuel cell 1. Further, the second connection member 4 is disposed at the second end of the fuel cell 1 in the width direction. Specifically, the second connection member 4 is disposed so as not to overlap with the opening surface of the gas flow passage 121. The second connecting member 4 has basically the same configuration as the first connecting member 3 and thus the detailed description is omitted.

[筐体]
筐体5は、複数の燃料電池セル1、マニホールド2、第1連結部材3、及び第2連結部材4などを収容している。筐体5は、例えば、金属材料から構成されている。より具体的には、筐体5は、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、又はNi基合金などによって構成されている。
[Case]
The housing 5 accommodates the plurality of fuel cells 1, the manifold 2, the first connection member 3, the second connection member 4, and the like. The housing 5 is made of, for example, a metal material. More specifically, the housing 5 is made of ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, Ni-based alloy or the like.

[発電方法]
以上のように構成されたセルスタック装置100は、次のようにして発電する。マニホールド2を介して各燃料電池セル1のガス流路121内に燃料ガス(水素ガス等)を流すとともに、支持基板12の両面を酸素を含むガス(空気等)に曝すことにより、電解質14の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。このセルスタック装置100を外部の負荷に接続すると、空気極15において下記(1)式に示す電気化学反応が起こり、燃料極13において下記(2)式に示す電気化学反応が起こり、電流が流れる。
(1/2)・O+2e→O2− …(1)
+O2−→HO+2e …(2)
[Power generation method]
The cell stack device 100 configured as described above generates power as follows. By flowing fuel gas (such as hydrogen gas) into the gas flow path 121 of each fuel cell 1 through the manifold 2 and exposing both surfaces of the support substrate 12 to gas (such as air) containing oxygen, it is possible to The oxygen partial pressure difference generated between the two sides generates an electromotive force. When this cell stack device 100 is connected to an external load, an electrochemical reaction shown in the following equation (1) occurs in the air electrode 15, an electrochemical reaction shown in the following equation (2) occurs in the fuel electrode 13, and current flows .
(1/2) · O 2 + 2e → O 2 (1)
H 2 + O 2- → H 2 O + 2 e (2)

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

変形例1
上記実施形態では、燃料極集電部131が第2凹部131a及び第3凹部131bを有しているが、燃料極集電部131の構成はこれに限定されない。例えば、燃料極集電部131は第2凹部131a及び第3凹部131bなどの凹部を有していなくてもよい。この場合、燃料極活性部132は、燃料極集電部131上に形成されており、燃料極集電部131に埋設されていない。また、インターコネクタ112及び第1接続部113は、燃料極集電部131上に形成されており、燃料極集電部131に埋設されていない。
Modification 1
In the said embodiment, although the fuel electrode current collection part 131 has the 2nd recessed part 131a and the 3rd recessed part 131b, the structure of the fuel electrode current collection part 131 is not limited to this. For example, the fuel electrode current collecting portion 131 may not have recesses such as the second recess 131 a and the third recess 131 b. In this case, the anode active portion 132 is formed on the anode current collecting portion 131 and is not embedded in the anode current collecting portion 131. Further, the interconnector 112 and the first connection portion 113 are formed on the fuel electrode current collector 131 and are not embedded in the fuel electrode current collector 131.

変形例2
図8及び図9に示すように、第1連結部材3と第2連結部材4は、複数の中間部材8によって互いに連結されていてもよい。一対の中間部材8は、燃料電池セル1の幅方向に延びている。一方の中間部材8は、第1連結部材3及び第2連結部材4の一方の端部同士を連結している。他方の中間部材8は、第1連結部材3及び第2連結部材4の他方の端部同士を連結している。第1連結部材3、第2連結部材4、及び各中間部材8は、それぞれ別の部材によって形成されていてもよいし、一つの部材によって形成されていてもよい。
Modification 2
As shown in FIGS. 8 and 9, the first connecting member 3 and the second connecting member 4 may be connected to each other by a plurality of intermediate members 8. The pair of intermediate members 8 extend in the width direction of the fuel cell 1. One intermediate member 8 connects one ends of the first connecting member 3 and the second connecting member 4 to each other. The other intermediate member 8 connects the other ends of the first connecting member 3 and the second connecting member 4 to each other. The first connecting member 3, the second connecting member 4, and each of the intermediate members 8 may be formed by separate members or may be formed by one member.

また、図10に示すように、各中間部材8は、各燃料電池セル1の主面毎に配置されていてもよい。すなわち、各中間部材8は、各燃料電池セル1の表面と裏面とのそれぞれに沿って延びている。各中間部材8は、板状である。各中間部材8は、各燃料電池セル1の主面と対向するように配置されている。   Further, as shown in FIG. 10, each intermediate member 8 may be disposed on each main surface of each fuel cell 1. That is, each intermediate member 8 extends along the front and back surfaces of each fuel cell 1. Each intermediate member 8 is plate-shaped. Each intermediate member 8 is disposed to face the main surface of each fuel cell 1.

各中間部材8は、金属製である。中間部材8を構成する金属の熱伝導率は、支持基板12を構成する材料の熱伝導率よりも高い。中間部材8は、例えば、耐熱性のFe基合金(ステンレス鋼)、Fe−Ni基合金、Ni基合金、又はCo基合金等で構成される。燃焼により高温に長時間曝されることから、中間部材8を構成する材料は、酸化被膜として酸化クロムを主成分とする膜や酸化アルミニウムを主成分とする膜を形成する金属材料が好ましく、さらに好ましくは高い耐酸化性を有する酸化アルミニウムを主成分とする膜を形成する金属材料が好ましい。なお、主成分とは、全体の50質量%以上であることを意味する。   Each intermediate member 8 is made of metal. The thermal conductivity of the metal constituting the intermediate member 8 is higher than the thermal conductivity of the material constituting the support substrate 12. The intermediate member 8 is made of, for example, a heat-resistant Fe-based alloy (stainless steel), an Fe-Ni-based alloy, a Ni-based alloy, or a Co-based alloy. The material constituting the intermediate member 8 is preferably a metal material which forms a film mainly composed of chromium oxide or a film mainly composed of aluminum oxide as an oxide film, since it is exposed to a high temperature for a long time by combustion. The metal material which forms the film which has aluminum oxide which has high oxidation resistance preferably as a main component is preferable. In addition, a main component means that it is 50 mass% or more of the whole.

変形例3
上記実施形態では、第1連結部材3は、一対の弾性部32によって燃料電池セル1を挟んでいたが、第1連結部材3の構成はこれに限定されない。例えば、図11に示すように、第1連結部材3は、複数の係合凹部33を有していてもよい。各係合凹部33は、各燃料電池セル1の配列方向(z軸方向)において互いに間隔をあけて配置されている。各燃料電池セル1の先端部は、各係合凹部33に挿入される。なお、配列方向(z軸方向)において、各燃料電池セル1の先端部は、係合凹部33よりも小さい寸法を有している。このため、各燃料電池セル1の先端部と、係合凹部33の内壁面との間に隙間が形成されている。なお、第2連結部材4も同様に上記構成に限定されない。
Modification 3
In the said embodiment, although the 1st connection member 3 pinched | interposed the fuel battery cell 1 by a pair of elastic part 32, the structure of the 1st connection member 3 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the first connection member 3 may have a plurality of engagement recesses 33. The engagement recesses 33 are spaced apart from one another in the arrangement direction (z-axis direction) of the fuel cells 1. The tip of each fuel cell 1 is inserted into each engagement recess 33. In the arrangement direction (z-axis direction), the tip of each fuel cell 1 has a smaller dimension than the engagement recess 33. For this reason, a gap is formed between the tip of each fuel cell 1 and the inner wall surface of the engagement recess 33. Similarly, the second connecting member 4 is not limited to the above configuration.

変形例4
図12に示すように、第1連結部材3及び第2連結部材4は、筐体5に向かって延びていてもよい。具体的には、第1連結部材3及び第2連結部材4は、配列方向(z軸方向)において、両端に配置された各燃料電池セル1を越えて筐体5まで延びている。そして、第1連結部材3及び第2連結部材4の各両端は、筐体5と接触している。なお、第1連結部材3及び第2連結部材4の各両端は、筐体5と間隔をあけていてもよい。
Modification 4
As shown in FIG. 12, the first connecting member 3 and the second connecting member 4 may extend toward the housing 5. Specifically, the first connecting member 3 and the second connecting member 4 extend to the housing 5 beyond the fuel cells 1 arranged at both ends in the arrangement direction (z-axis direction). Then, both ends of the first connecting member 3 and the second connecting member 4 are in contact with the housing 5. Note that each end of the first connecting member 3 and the second connecting member 4 may be spaced from the housing 5.

変形例5
上記実施形態では、1つの第1連結部材3と1つの第2連結部材4とによって、複数の燃料電池セル1を連結していたが、セルスタック装置100の構成はこれに限定されない。例えば、図13に示すように、セルスタック装置100は複数の第1連結部材3を備えていてもよい。そして、複数の第1連結部材3のそれぞれが、複数の燃料電池セル1を連結していてもよい。なお、各第1連結部材3の連結する燃料電池セル1の数は、互いに異なっていてもよい。なお、第2連結部材4も同様である。
Modification 5
Although the plurality of fuel cells 1 are connected by one first connecting member 3 and one second connecting member 4 in the above embodiment, the configuration of the cell stack device 100 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, the cell stack device 100 may be provided with a plurality of first connection members 3. Then, each of the plurality of first connection members 3 may connect the plurality of fuel cells 1. The number of fuel cells 1 to which the first connection members 3 are connected may be different from each other. In addition, the 2nd connection member 4 is also the same.

変形例6
図14に示すように、セルスタック装置100は、仕切部材9をさらに備えていてもよい。仕切部材9は、第1連結部材3と第2連結部材4との間を延びている。仕切部材9は、一対の燃料電池セル1の間において、第1連結部材3と第2連結部材4とを連結している。仕切部材9は、貫通孔91を有している。貫通孔91は、例えば、平面視が矩形状である。この貫通孔91を介して、燃料電池セル1の間を流れる空気が上方に排出される。なお、仕切部材9は、例えば、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、ニッケル基合金等の金属材料、又はマイカ、バーミキュライト等の無機材料などによって形成することができる。
Modification 6
As shown in FIG. 14, the cell stack device 100 may further include a partition member 9. The partition member 9 extends between the first connecting member 3 and the second connecting member 4. The partition member 9 connects the first connecting member 3 and the second connecting member 4 between the pair of fuel cells 1. The partition member 9 has a through hole 91. The through hole 91 has, for example, a rectangular shape in plan view. The air flowing between the fuel cells 1 is discharged upward through the through holes 91. The partition member 9 can be formed of, for example, a metal material such as ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, or nickel base alloy, or an inorganic material such as mica or vermiculite.

この構成によれば、仕切部材9が各燃料電池セル1の先端部と発電素子部11とを隔てている。このため、各燃料電池セル1の先端部から外部に排出された燃料ガスが燃焼した場合であっても、その燃焼熱によって発電素子部11にクラックが生じることを抑制することができる。なお、仕切部材9の上面又は下面に断熱層が配置されていてもよい。断熱層は、仕切部材9よりも熱伝導率が低い。例えば、断熱層は、アルミナファイバ、アルミナシリカ系ファイバ、アルカリ土類金属含有セラミックファイバ、または非晶質セラミックファイバ等の無機材料によって形成することができる。   According to this configuration, the partition member 9 separates the front end portion of each fuel cell 1 from the power generation element portion 11. Therefore, even if the fuel gas discharged to the outside from the tip of each fuel battery cell 1 burns, it is possible to suppress the generation of cracks in the power generation element portion 11 due to the heat of combustion. A heat insulating layer may be disposed on the upper surface or the lower surface of the partition member 9. The heat insulating layer has a thermal conductivity lower than that of the partition member 9. For example, the heat insulating layer can be formed of an inorganic material such as alumina fiber, alumina silica fiber, alkaline earth metal-containing ceramic fiber, or amorphous ceramic fiber.

なお、仕切部材9の貫通孔91の形状及び数などは特に限定されず、例えば、図15に示すように、仕切部材9は、複数の貫通孔91を有していてもよい。そして、各貫通孔91は、平面視が円形状であってもよい。   The shape and the number of the through holes 91 of the partition member 9 are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 15, the partition member 9 may have a plurality of through holes 91. Each through hole 91 may have a circular shape in plan view.

変形例7
図16に示すように、セルスタック装置100は、充填部材30をさらに備えていてもよい。充填部材30は、筐体5と第1連結部材3との間に配置されている。また、別の充填部材30が筐体5と第2連結部材4との間に配置されていてもよい。充填部材30は、筐体5に支持されている。なお、第1連結部材3と第2連結部材4とは、上述した中間部材8によって連結されていることが好ましい。
Modification 7
As shown in FIG. 16, the cell stack device 100 may further include a filling member 30. The filling member 30 is disposed between the housing 5 and the first connecting member 3. In addition, another filling member 30 may be disposed between the housing 5 and the second connection member 4. The filling member 30 is supported by the housing 5. In addition, it is preferable that the 1st connection member 3 and the 2nd connection member 4 are connected by the intermediate member 8 mentioned above.

充填部材30は、弾性を有する材料によって形成されていることが好ましい。例えば、充填部材30は、アルミナファイバ、アルミナシリカ系ファイバ、アルカリ土類金属含有セラミックファイバ、又は非晶質セラミックファイバなどによって形成することができる。
The filling member 30 is preferably made of an elastic material. For example, the filling member 30 can be formed of an alumina fiber, an alumina-silica based fiber, an alkaline earth metal-containing ceramic fiber, an amorphous ceramic fiber, or the like.

1 燃料電池セル
121 ガス流路
2 マニホールド
3 第1連結部材
31 連結本体部
32 弾性部
4 第2連結部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 fuel cell 121 gas flow path 2 manifold 3 1st connection member 31 connection main-body part 32 elastic part 4 2nd connection member

Claims (10)

各々が複数のガス流路を有する複数の燃料電池セルと、
前記各燃料電池セルの基端部を支持するマニホールドと、
前記各燃料電池セルの先端面上において前記各燃料電池セルの幅方向の第1端部に配置され、前記各燃料電池セルを連結する第1連結部材と、
を備える、セルスタック装置。
A plurality of fuel cells each having a plurality of gas flow paths;
A manifold for supporting the proximal end of each of the fuel cells;
A first connecting member disposed at a first end in the width direction of each fuel cell on the front end face of each fuel cell, and connecting the fuel cells;
A cell stack device comprising:
前記各燃料電池セルの先端面上において前記各燃料電池セルの幅方向の第2端部に配置され、前記各燃料電池セルを連結する第2連結部材をさらに備える、
請求項1に記載のセルスタック装置。
The fuel cell system further includes a second connecting member disposed at a second end in the width direction of each fuel cell on the front end surface of each fuel cell, and connecting the fuel cells.
The cell stack device according to claim 1.
前記第1連結部材と前記第2連結部材とを連結する少なくとも1つの中間部材をさらに備える、
請求項2に記載のセルスタック装置。
At least one intermediate member connecting the first connecting member and the second connecting member,
The cell stack device according to claim 2.
前記中間部材は、隣接する燃料電池セルの主面に沿って延びる、
請求項3に記載のセルスタック装置。
The intermediate member extends along the main surface of an adjacent fuel cell.
The cell stack device according to claim 3.
一対の前記燃料電池セルの間において、前記第1連結部材と前記第2連結部材とを連結する仕切部材をさらに備え、
前記仕切部材は、貫通孔を有する、
請求項2に記載のセルスタック装置。
The fuel cell further includes a partition member connecting the first connection member and the second connection member between the pair of fuel cells.
The partition member has a through hole.
The cell stack device according to claim 2.
前記第1連結部材は、複数の係合凹部を有し、
前記各燃料電池セルの先端部は、前記係合凹部に係合する、
請求項1から5のいずれかに記載のセルスタック装置。
The first connection member has a plurality of engagement recesses.
The tip of each fuel cell engages with the engagement recess.
The cell stack device according to any one of claims 1 to 5.
前記各燃料電池セルの先端部は、配列方向において、前記係合凹部よりも小さい寸法を有する、
請求項6に記載のセルスタック装置。
The tip of each fuel cell has a smaller dimension than the engagement recess in the arrangement direction.
The cell stack device according to claim 6.
前記第1連結部材は、
前記複数の燃料電池セルの配列方向に沿って延びる連結本体部と、
前記連結本体部から下方に突出し、前記配列方向において互いに間隔をあけて配置される複数の弾性部と、
を有し、
前記各燃料電池セルの先端部は、隣り合う一対の前記弾性部の間に挿入される、
請求項1から5のいずれかに記載のセルスタック装置。
The first connecting member is
A connecting main body extending along the arrangement direction of the plurality of fuel cells;
A plurality of elastic parts that project downward from the connection main body and are spaced apart from each other in the arrangement direction;
Have
The tip of each fuel cell is inserted between a pair of adjacent elastic parts.
The cell stack device according to any one of claims 1 to 5.
前記マニホールド及び前記複数の燃料電池セルを収容する筐体をさらに備え、
前記第1連結部材は、前記筐体に向かって延びる、
請求項1から8のいずれかに記載のセルスタック装置。
The apparatus further comprises a housing for housing the manifold and the plurality of fuel cells.
The first connection member extends toward the housing.
The cell stack device according to any one of claims 1 to 8.
前記マニホールド及び前記複数の燃料電池セルを収容する筐体と、
前記筐体と前記第1連結部材との間に配置され、前記筐体に支持される充填部材と、
をさらに備える、
請求項1から8のいずれかに記載のセルスタック装置。
A housing for accommodating the manifold and the plurality of fuel cells;
A filling member disposed between the housing and the first connection member and supported by the housing;
Further comprising
The cell stack device according to any one of claims 1 to 8.
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