JP2023095881A - 固体酸化物燃料電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】個々の燃料電池ユニット（燃料電池スタック層）の中の燃料分配および燃料フローを改善すること、燃料電池ユニットの中の燃料速度を改善すること、燃料滞留時間を低減させること、燃料分配を改善すること、および、燃料電池ユニットを横切る燃料圧力降下を低減させることのうちの１つまたは複数を目的とする。【解決手段】本発明は、改善された金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット、燃料電池スタック、燃料電池スタックアセンブリ、および、製造の方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、改善された金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット、燃料電池スタック、燃料電池スタックアセンブリ、および製造の方法に関する。

燃料電池、燃料電池スタック、燃料電池スタックアセンブリ、および熱交換器システム、配置、および方法の教示は、当業者によく知られており、それは、とりわけ、国際公開第０２／３５６２８号、国際公開第０３／０７５８２号、国際公開第２００４／０８９８４８号、国際公開第２００５／０７８８４３号、国際公開第２００６／０７９８００号、国際公開第２００６／１０６３３４号、国際公開第２００７／０８５８６３号、国際公開第２００７／１１０５８７号、国際公開第２００８／００１１１９号、国際公開第２００８／００３９７６号、国際公開第２００８／０１５４６１号、国際公開第２００８／０５３２１３号、国際公開第２００８／１０４７６０号、国際公開第２００８／１３２４９３号、国際公開第２００９／０９０４１９号、国際公開第２０１０／０２０７９７号、国際公開第２０１０／０６１１９０号、国際公開第２０１５／００４４１９号、国際公開第２０１５／１３６２９５号、国際公開第２０１６／１２４９２９号、国際公開第２０１６／１２４９２８号、国際公開第２０１６／１２８７２１号、および国際公開第２０１６／０８３７８０号を含む。本明細書で参照されているすべての刊行物およびそれらの参照文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれている。本明細書で使用されている用語の定義は、必要に応じて上記の刊行物の中に見出され得る。

燃料電池スタック、燃料電池スタックアセンブリ、燃料電池ユニット（燃料電池スタック層を含む）、ならびに、燃料電池スタックユニットおよび燃料電池スタック層の中の燃料電池の配置が、よく知られている。

国際公開第０２／３５６２８号 国際公開第０３／０７５８２号 国際公開第２００４／０８９８４８号 国際公開第２００５／０７８８４３号 国際公開第２００６／０７９８００号 国際公開第２００６／１０６３３４号 国際公開第２００７／０８５８６３号 国際公開第２００７／１１０５８７号 国際公開第２００８／００１１１９号 国際公開第２００８／００３９７６号 国際公開第２００８／０１５４６１号 国際公開第２００８／０５３２１３号 国際公開第２００８／１０４７６０号 国際公開第２００８／１３２４９３号 国際公開第２００９／０９０４１９号 国際公開第２０１０／０２０７９７号 国際公開第２０１０／０６１１９０号 国際公開第２０１５／００４４１９号 国際公開第２０１５／１３６２９５号 国際公開第２０１６／１２４９２９号 国際公開第２０１６／１２４９２８号 国際公開第２０１６／１２８７２１号 国際公開第２０１６／０８３７８０号

本発明は、先行技術を改善することを目的とする。本発明は、個々の燃料電池ユニット（燃料電池スタック層）の中の燃料分配および燃料フローを改善することを目的とする。とりわけ、本発明は、燃料電池ユニットの中の燃料速度を改善すること、燃料滞留時間を低減させること、燃料分配を改善すること、および、燃料電池ユニットを横切る燃料圧力降下を低減させることのうちの１つまたは複数を目的とする。

本発明の第１の態様によれば、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットであって、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットは、
ａ） 第１および第２の互いに反対側の表面を画定する金属基板であって、少なくとも１つの固体酸化物燃料電池が、前記金属基板の前記第２の表面の上に配設されている、金属基板と、
ｂ） 金属スペーサーであって、第１および第２の互いに反対側の表面を画定し、前記金属スペーサーは、
（ｉ） 外周部、
（ｉｉ） 燃料入口部ポートを画定する少なくとも１つの燃料入口部内周部、
（ｉｉｉ） カットアウトを画定する少なくとも１つのカットアウト内周部、および、
（ｉｖ） 燃料出口部ポートを画定する少なくとも１つの燃料出口部内周部
を含み、
前記金属基板の前記第１の表面は、前記金属スペーサーの前記第２の表面に取り付けられている、金属スペーサーと、
ｃ） 第１および第２の互いに反対側の表面を画定する金属相互接続プレートであって、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面は、前記金属スペーサーの前記第１の表面に密封して取り付けられている、金属相互接続プレートと
を含み、
燃料入口部ポートボリュームが、前記金属基板の前記第１の表面と、前記金属スペーサーのそれぞれの少なくとも１つの燃料入口部内周部と、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面との間に画定されており、
カットアウトボリュームが、前記金属基板の前記第１の表面と、前記金属スペーサーの前記少なくとも１つのカットアウト内周部と、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面との間に画定されており、
燃料出口部ポートボリュームが、前記金属基板の前記第１の表面と、前記金属スペーサーのそれぞれの少なくとも１つの燃料出口部内周部と、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面との間に画定されており、
前記金属相互接続プレートは、複数のブリッジ部分を含み、前記複数のブリッジ部分は、前記少なくとも１つの燃料入口部ポートボリュームから、前記少なくとも１つのカットアウトボリュームへ、前記少なくとも１つの燃料出口部ポートボリュームへ、流体流路を画定している、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットが提供される。

したがって、燃料入口部ポートを画定する複数の燃料入口部内周部を含む実施形態では、複数の燃料入口部ポートボリュームが存在している。

したがって、カットアウトを画定する複数のカットアウト内周部を含む実施形態では、複数のカットアウトボリュームが存在している。

したがって、燃料出口部ポートを画定する複数の出口部ポート内周部を含む実施形態では、複数の燃料出口部ポートボリュームが存在している。

したがって、金属スペーサーの中に画定されているそれぞれの燃料入口部ポート、それぞれのカットアウト、およびそれぞれの燃料出口部ポートは、互いから分離されており、すなわち、互いから分割されている。したがって、内周部は、互いの間に金属スペーサーの中にディバイダーを画定している。また、それらは、互いから仕切られており、非連続的になっているものとして説明され得る。好ましくは、流体フロー通路は、燃料入口部ポート、カットアウト、および燃料出口部ポートのうちのいずれかの間で、金属基板の中には画定されていない。

好ましくは、金属スペーサーは、概して平坦になっており、すなわち、概して平面的になっている。好ましくは、金属基板は、概して平坦になっており、すなわち、概して平面的になっている。

ブリッジ部分は、隣接するボリューム同士の間に、たとえば、（ａ）燃料入口部ポートボリュームと隣接するカットアウトボリュームとの間に、（ｂ）隣接するカットアウトボリューム同士の間に、および、（ｃ）カットアウトボリュームと燃料出口部ポートボリュームとの間に、流体フローブリッジまたはチャネル（すなわち、流体流路）を画定するように作用する。したがって、流体流路は、ブリッジ部分を介して、少なくとも１つの燃料入口部ポートから、少なくとも１つのカットアウトへ、少なくとも１つの燃料出口部ポートへ画定されている。

好ましくは、隣接するボリューム同士の間に複数のブリッジ部分が存在している。好ましくは、隣接するボリューム同士の間に、より具体的には、燃料入口部ポートから燃料出口部ポートへの方向に隣接するボリューム同士の間に、少なくとも３つのブリッジ部分が存在しており、より好ましくは、少なくとも４つのブリッジ部分が存在している。好ましくは、燃料入口部ポートボリュームとカットアウトボリュームとの間に、より好ましくは、それぞれの間に、複数のブリッジ部分が存在している。好ましくは、カットアウトボリュームと燃料出口部ポートボリュームとの間に、より好ましくは、それぞれの間に、複数のブリッジ部分が存在している。好ましくは、隣接するカットアウトボリューム同士の間に、より好ましくは、それぞれの間に、複数のブリッジ部分が存在している。より好ましくは、燃料入口部ポートボリュームから燃料出口部ポートボリュームへの経路において隣接するカットアウト同士の間に、より具体的には、燃料入口部ポートから燃料出口部ポートへの方向に隣接するカットアウト同士の間に、または、直接的なもしくは最短の経路において、複数のブリッジ部分が存在している。

金属スペーサーの中の燃料入口部内周部とともに、金属相互接続プレートの中にブリッジ部分を提供することは、複雑な燃料入口部ポートおよび出口部ポートを提供することを可能にし、それは、少なくとも１つの燃料入口部ポートから少なくとも１つのカットアウトへ、および、少なくとも１つのカットアウトから少なくとも１つの燃料出口部ポートへ、管理された流体フロー分配を提供することが可能である。これは、たとえば、燃料電池ユニットの中のより均一な燃料の分配を可能にすることができ、したがって、燃料電池ユニット動作を最適化することを助ける。

好ましくは、ブリッジ部分は、金属相互接続プレートの第２の表面から離れるように、金属相互接続プレートの第１の表面から外向きに延在している。より好ましくは、ブリッジ部分は、金属相互接続プレートの第１の表面からの突出部を含む。より好ましくは、ブリッジ部分は、金属相互接続プレートの第２の表面の中の窪み、および、金属相互接続プレートの第１の表面からの対応する突出部を含む。より好ましくは、ブリッジ部分は、ディンプルを含む。より好ましくは、ブリッジ部分は、細長いディンプルを含む。したがって、ブリッジ部分は、たとえば、菱形の形状を有することが可能である。他の形状が当業者には容易に明らかになろう。

好ましくは、ブリッジ部分は、金属スペーサーの第１の表面と金属相互接続プレートの第２の表面との間のボリュームを画定している。

好ましくは、金属相互接続プレートは、燃料入口部ポートボリュームとカットアウトボリュームとの間に流体フローチャネルを画定する少なくとも１つの燃料入口部ブリッジ部分と、カットアウトボリュームと燃料出口部ポートボリュームとの間に流体フローチャネルを画定する少なくとも１つの燃料出口部ブリッジ部分とを含む。複数のカットアウトを含む実施形態では、好ましくは、金属相互接続プレートは、隣接するカットアウト同士の間に流体フローチャネルを画定する少なくとも１つのカットアウトブリッジ部分を含む。

好ましくは、金属スペーサーは、少なくとも２つの燃料入口部ポートを画定する少なくとも２つの燃料入口部内周部を含む。好ましくは、金属スペーサーは、少なくとも２つのカットアウトを画定する少なくとも２つのカットアウト内周部を含む。好ましくは、金属スペーサーは、少なくとも２つの燃料出口部ポートを画定する少なくとも２つの燃料出口部内周部を含む。

好ましくは、それぞれの金属スペーサー燃料ポート（それぞれの燃料入口部ポートおよびそれぞれの燃料出口部ポート）は、燃料ダクト領域と、複数の燃料スロート領域と、対応する複数の燃料分配チャネル領域（すなわち、それぞれの燃料スロート領域が、燃料分配チャネル領域につながっている）とを含む。好ましくは、金属スペーサー燃料ポートの燃料ダクト領域は、金属基板および金属相互接続プレートの燃料ポートと位置合わせされている。

また、複数の燃料スロート領域および燃料分配チャネル領域を提供することは、閉塞に起因する燃料欠乏のリスクを低減させる。

好ましくは、それぞれの燃料分配チャネル領域と隣接するカットアウトとの間に、少なくとも１つのブリッジ部分が存在している。

ＣＦＤ（数値流体力学）分析は、（たとえば、図１６Ｂ（先行技術）および図１６Ｃ（本発明）を比較されたい）、燃料電池ユニットの中の（とりわけ、少なくとも１つのカットアウトボリュームを横切る）燃料速度が、本設計においては、先行技術製品と比較したときに、より一定のままであり、燃料電池の角部にある燃料不足領域がより少なく、燃料が前記セルを横切ってより均一な様式で推進され、それが燃料電池の中で起こる化学反応を改善することを示している。

また、ＣＦＤ分析は、正規化された燃料滞留時間が、先行技術デバイスと比較して減少されるということを示している（たとえば、図１７Ａ（先行技術）および図１７Ｂ（本発明）を比較されたい）。これは、燃料電池における化学反応に必要とされる水素の濃度がより低いことを意味している。言い換えれば、化学反応が燃料電池において起こるために必要とされる燃料がより少なく、したがって、本発明は、先行技術デバイスよりも効率的である。

また、ＣＦＤ分析は、先行技術デバイスと比較して、燃料電池のアクティブ領域を横切る改善されたフロー分配を示している。また、ＣＦＤ分析は、入口部ポートと出口部ポートとの間の圧力降下が、先行技術デバイスと比較して、本発明では少なくなる（すなわち、改善される）ということを示している。セルを横切る圧力降下を最小化することは、スタックに沿って圧縮を維持するために有益である。

複数の燃料スロートは、燃料ダクト領域からの流体フローを制限する（すなわち、制御する）ように寸法決めされている。好ましくは、それぞれの燃料分配チャネル領域は、その対応する燃料スロートよりも幅広くなっている（すなわち、その対応する燃料スロートよりも大きい断面を有している）。好ましくは、燃料スロートは、流体フロー軸線を画定し、流体フロー軸線に対して垂直の燃料スロートの幅（断面）は、流体フロー軸線に対して垂直の対応する燃料分配チャネルの幅（断面）よりも小さくなっている。

好ましくは、それぞれの燃料スロート領域は、燃料ダクト領域と対応する燃料分配チャネル領域との間で一定の幅「Ｗ」を有している。使用時に、これは、燃料が高いスピードで（すなわち、高い速度で）燃料ダクト領域から対応する燃料分配チャネル領域へ移送されることを可能にし、これは、燃料欠乏のリスクを低減させる。

特定の実施形態では、すべての燃料スロート領域は、同じ幅を有している。

好ましくは、それぞれの燃料分配チャネル領域は、所定の幅を有しており、この幅は、燃料スロート領域の近位の（燃料スロート領域に最も近い）燃料分配チャネルから、隣接するカットアウト内周部の近位の燃料分配チャネルの端部へ増加している。好ましくは、それぞれの燃料分配チャネル領域は、前記燃料分配チャネル領域の幅になっている湾曲した形状を有している。より好ましくは、これは、増加しており、燃料スロート領域の幅「Ｗ」から始まり、距離（ｄａ、ｄｂ、ｄｃ）に等しい幅で終了しており、（ｄａ＜ｄｂ＜ｄｃ）になっている。

好ましくは、それぞれのカットアウト内周部（および、それによって画定されたそれぞれのカットアウト）は、複数の角部領域を有している。燃料電池の角部領域への燃料フローは、困難であることが知られており、それらの角部領域への燃料フローを最適化することが非常に望ましい。好ましくは、複数の燃料スロートと対応する燃料分配チャネル領域とを含む金属スペーサー燃料ポートによって、角部領域（または、角部）に最も近い（すなわち、角部領域に隣接しているか、または、角部領域に近位の）燃料分配チャネル領域は、他の燃料分配チャネル領域の幅よりも小さい最終的な幅（隣接するカットアウト内周部の最も近くまたは近位のポイントにおける幅）を有している。より好ましくは、複数の燃料分配チャネル領域が、以下の順序で、すなわち、
角部領域（すなわち、角部）に最も近い燃料分配チャネル領域から
角部領域（すなわち、角部）から最も遠い燃料分配チャネル領域へ
配置された状態で、それぞれの燃料分配チャネル領域は、先行する燃料分配チャネル領域の幅よりも大きい最終的な幅を有している。

好ましくは、隣接するカットアウト内周部に隣接する燃料分配チャネル領域の縁部における幅（または、距離）ｄは、セルの中心に近いエリアにおいて、より大きく（すなわち、より長く）なっており、セルの中間領域に沿って均一に燃料を推進し、前記中央領域における燃料不足の問題が存在していた以前の設計の燃料分配を改善する。

好ましくは、それぞれの燃料スロート領域は、長さ（「Ｌ」）を有している。より好ましくは、本発明（下記）の燃料電池スタックおよび燃料電池スタックアセンブリにおいて、燃料スロート領域４４ｂは、１つの固体酸化物燃料電池ユニットの相互接続体とそれに続く固体酸化物燃料電池ユニットの基板層との間に位置付けされている圧縮ガスケットのサイズに関係付けられる。より好ましくは、ガスケットは、相互接続体のポートを取り囲むトロイド形状を含む。燃料スロート領域の長さ「Ｌ」は、好ましくは、圧縮ガスケットの外部半径から内部半径を引いた値と一致している（対応している、関係付けられている）。そのような配置は、圧力降下を低減させるかまたは最小化することを支援することが可能である。

好ましくは、本発明の製品の中で使用される燃料は、炭化水素燃料である。適切な炭化水素燃料は、脱硫炭化水素燃料、リフォメート、または、アノードオフガス（すなわち、燃料電池ユニットの燃料出口部側からのアノード側排気ガス）と混合されたリフォメートを含む。同様に、使用される燃料は、燃料電池ユニットからのスタートアップガスまたはシャットダウンガスであることが可能であり、より具体的には、スタートアップアノードオフガスまたはシャットダウンアノードオフガス（すなわち、燃料電池ユニットの燃料出口部側からのアノード側排気ガス）であることが可能である。

「～の上に配設されている」および「～に取り付けられている」という用語は、本明細書で相互交換可能に使用されている。

好ましくは、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットは、燃料電池スタック層であり、より好ましくは、金属支持式の固体酸化物燃料電池スタック層である。したがって、複数の燃料電池ユニットが、固体酸化物燃料電池スタックを形成するために組み立てられ得る。

好ましくは、金属基板では（または、金属スペーサーが少なくとも１つの金属スペーサープレートを含む実施形態では）、それぞれの金属基板プレート（「燃料電池プレート」とも称される）は、少なくとも１つの多孔性の領域を含む。好ましくは、少なくとも１つの多孔性の領域が、非多孔性の領域によって取り囲まれている。より好ましくは、それぞれの金属基板またはそれぞれの金属基板プレートは、１つの多孔性の領域を含む。より好ましくは、それぞれの多孔性の領域は、非多孔性の領域によって取り囲まれている。より好ましくは、前記またはそれぞれの多孔性の領域は、穿孔された領域である。好ましくは、それは、（すなわち、第１の表面と第２の表面との間に）第１の表面から第２の表面へ延在する複数の穿孔部を含む（すなわち、それによって画定されている）。より好ましくは、穿孔部は、レーザードリル加工された穿孔部である。好ましくは、金属スペーサーまたはそれぞれの金属基板プレートの少なくとも１つの非多孔性の領域は、金属スペーサーに取り付けられている。好ましくは、それぞれの少なくとも１つのカットアウト内周部は、全体に前記金属基板が重なっている。

好ましくは、少なくとも１つの多孔性の領域は、金属基板の対応するカットアウト内周部と一致しており（すなわち、それへ延在しているか、または、それに重なり合っている）、すなわち、カットアウト内周部の境界部へ延在している。これは、金属基板プレートが単一の多孔性の領域を含む実施形態において、とりわけ好適である。

好ましくは、金属基板プレートの上に配設されているそれぞれの固体酸化物燃料電池は、金属基板プレートの多孔性の領域の上に堆積された（結合された）アノード層と、アノード層の上に堆積された（結合された）電解質層と、電解質層の上に堆積されたカソード層とを含む。好ましくは、電解質層は、アノードの上に延在し、アノードを取り囲む金属基板プレートの穿孔されていない領域に密封して取り付けられている。

特定の実施形態では、金属基板は、単一のコンポーネントとして提供される。他の実施形態では、金属基板は、複数の個別のコンポーネントとして提供される。

特定の実施形態では、金属基板は、少なくとも１つの金属基板プレート（より好ましくは、少なくとも２つの金属基板プレート）と、少なくとも２つのブランキングプレートとを含み、それぞれの金属基板プレートは、第１および第２の互いに反対側の表面を画定し、それぞれのブランキングプレートは、第１および第２の互いに反対側の表面を画定し、少なくとも１つの固体酸化物燃料電池が、それぞれの金属基板プレートの前記第２の表面の上に配設されており、それぞれの金属基板プレートの前記第１の表面、および、それぞれのブランキングプレートの前記第１の表面は、前記金属スペーサーの前記第２の表面に取り付けられており、前記金属スペーサーのそれぞれの少なくとも１つのカットアウト内周部は、全体に金属基板プレートが重なっている。

したがって、金属スペーサーに取り付けられている複数の金属基板プレートは、金属スペーサーに取り付けられている金属基板（「基板層」または「金属基板層」とも称される）を一緒に画定している。したがって、それぞれの燃料電池ユニットは、金属基板と、金属スペーサーと、金属相互接続プレートとを含む。

金属基板プレートは、好ましくは、ブランキングプレート同士の間に、および、ブランキングプレートと同じ平面の上に配設されている。ブランキングプレートは、好ましくは、概して長方形の形状のものである。好ましくは、それぞれのブランキングプレートは、燃料ポートを画定する、すなわち、少なくとも１つの燃料ポートを画定する少なくとも１つの内周部を含む。より好ましくは、それぞれのブランキングプレートは、２つの燃料ポートを画定している。

好ましくは、金属基板プレートおよびブランキングプレートは、互いに接触しておらず、すなわち、互いに当接していない。したがって、好ましくは、ブランキングプレート（たとえば、第１のブランキングプレートなど）は、隣接する金属基板プレート（たとえば、第１の金属基板プレートなど）に当接または接触していない。したがって、好ましくは、隣接する金属基板プレート同士は、互いに当接または接触していない。したがって、好ましくは、第２のブランキングプレートは、隣接する第２の金属基板プレートに当接または接触していない。

ブランキングプレートおよび金属基板プレートを金属スペーサーに取り付けられた状態にすることによって、ならびに、それらを互いに当接または接触した状態にはしないことによって、これは、「トレランスギャップ」がそれらの間に画定されることを可能にし、また、製造プロセスの間のコンポーネントの位置決めの可変性を可能にする。これは、製造プロセスの観点から重要な技術的な利点を提供し、たとえば、製造プロセススピードの増加、コストの低減、燃料電池ユニットの信頼性の増加、および／または、燃料電池ユニットの寿命の増加を支援することが可能である。

好ましくは、ブランキングプレートは、金属ブランキングプレートである。より好ましくは、ブランキングプレートは、金属基板プレートと同じ金属から作製されている。好ましくは、ブランキングプレートは、金属基板プレートに等しい厚さのものである。

好ましくは、金属スペーサーは、燃料ポートをそれぞれ画定する少なくとも２つの内周部を含む。より好ましくは、それぞれの金属スペーサーは、第１の端部において２つの燃料ポートを画定し（好ましくは、燃料入口部端部において、すなわち、少なくとも２つの燃料入口部ポートを画定する）、また、第２の端部において２つの燃料ポートを画定する（好ましくは、排気燃料出口部端部において、すなわち、少なくとも２つの燃料出口部ポートを画定する）。カットアウトを画定するカットアウト内周部は、第１のセットの内周部であると考えられ得、燃料ポートを画定する内周部は、第２のセットの内周部であると考えられ得る。

それぞれの金属基板プレートは、カットアウト内周部に全体的に重なり合って、すなわち、カットアウトの上および上方に取り付けられている。したがって、それぞれの金属基板プレートは、カットアウトをカバーしている。それぞれの金属基板プレートは、カットアウトを画定する少なくとも１つの内周部と金属スペーサーの外周部との間で、金属スペーサーに取り付けられている。

好ましくは、金属基板は（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレートは）、溶接によって、より好ましくは、ライン溶接によって、金属スペーサーに取り付けられている。

好ましくは、それぞれの金属基板プレートは、カットアウトを画定する少なくとも１つのカットアウト内周部と金属スペーサーの外周部との間で、金属スペーサーに取り付けられている。より好ましくは、それぞれの金属基板プレートは、カットアウトを画定するカットアウト内周部と金属スペーサーの外周部との間で、金属スペーサーに取り付けられている。

好ましくは、金属相互接続プレートは、溶接によって金属スペーサーに密封して取り付けられている。

好ましくは、金属相互接続プレートは、（ａ）金属スペーサーの外周部と（ｂ）金属スペーサーの少なくとも１つのカットアウト内周部との間に配設されているラインに沿って、金属スペーサーに密封して取り付けられている。好ましくは、ラインは、金属スペーサーの外周部の近位にある。より好ましくは、ラインは、金属スペーサーの外周部に隣接している。より好ましくは、ラインは、金属スペーサーの外周部の１０ｍｍ以内にあり、より好ましくは、５ｍｍ以内にあり、より好ましくは、４ｍｍ以内にあり、より好ましくは、３ｍｍ以内にあり、より好ましくは、２ｍｍ以内にある。

より好ましくは、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）を金属スペーサーに取り付ける溶接、ならびに、金属相互接続プレートを金属スペーサーに密封して取り付ける溶接は、重なり合っていない。

好ましくは、それぞれの金属基板プレートの第１の表面、および、それぞれのブランキングプレートの第１の表面は、金属スペーサーの第２の表面の上に配設されており、それに取り付けられている。

好ましくは、金属相互接続プレートの第２の表面は、金属スペーサーの第１の表面の上に配設されており、それに密封して取り付けられている。

好ましくは、合計で２つのブランキングプレートが存在している。

好ましくは、金属相互接続プレートは、第２の表面から離れるように第１の表面から外向きに延在する複数のディンプルを含む。好ましくは、金属相互接続プレートは、第２の表面から離れるように第１の表面から外向きに延在する複数のディンプルと、第１の表面から離れるように第２の表面から外向きに延在する複数のディンプルとを含む。好ましくは、ディンプルは、交互になっている。したがって、好ましくは、ディンプルは、金属相互接続プレートの第１の表面から離れるように延在することと、金属相互接続プレートの第２の表面から離れるように延在することとの間で交互になっている。

好ましくは、燃料電池ユニットは、少なくとも１つの組み合わせられた金属基板プレートを含み、それぞれの組み合わせられた金属基板プレートは、（組み合わせられた）ブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレートを含む。したがって、ベースプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレートは、組み合わせられた金属基板プレートが金属スペーサーに取り付けられる前に、単一のコンポーネント（組み合わせられた金属基板プレート）を形成するように互いに取り付けられるか、または、最初から単一のコンポーネントとして一体的に形成されている。より好ましくは、燃料電池ユニットは、２つの組み合わせられた金属基板プレートを含む。より好ましくは、燃料電池ユニットは、組み合わせられた金属基板プレート、少なくとも１つの金属基板プレート、およびブランキングプレートを含む。代替的に、燃料電池ユニットは、２つの組み合わせられた金属基板プレート、および、少なくとも１つの金属基板プレートを含む。

少なくとも１つの組み合わせられた金属基板プレートを含む実施形態では、組み合わせられた金属基板プレートは、好ましくは、隣接する金属基板プレートまたは組み合わせられた金属基板プレートに当接または接触していない。

ブランキングプレート同士の間に２ｘ１直列（線形）配置で金属基板プレートを提供することと同様に、他の配置および数の金属基板プレートも提供され得る。たとえば、金属基板プレートは、ブランキングプレート同士の間に１ｘ２（並列）配置で提供され得る。代替的に、金属基板プレートは、２ｘ２、３ｘ２、または４ｘ２配置で提供され得、同じブランキングプレートが、さまざまな配置とともに使用され得る。同様に、燃料電池ユニットは、同じブランキングプレートを使用して、２ｘ３、３ｘ３、または４ｘ３配置で、金属基板プレートとともに提供され得る。他の配置も容易に明らかになろう。

複数の金属基板プレートの使用は、金属基板プレートをモジュール様式で組み合わせて、求められる所定の範囲の燃料電池ユニットサイズ、および、所定の範囲のパワー出力を取得することを可能にし、それは、たとえば、より大きい燃料電池ユニットサイズ、ひいては、より大きいパワー出力を含む。また、金属スペーサーへの金属基板プレートの取り付けは、燃料電池ユニットの中で燃料電池が曲がる可能性を低減させることが可能であり、したがって、燃料電池が曲がった場合に起こり得る電気伝導性の低減およびガスシーリングの低減のリスクを減少させる。また、金属基板プレートの使用は、所与の金属基板プレートが製造され、複数の異なる燃料電池ユニット製品の中で使用され得るということを意味している。したがって、たとえば、それは、２つのみの金属基板プレートを収容した燃料電池ユニットの中で使用され得る。代替的に、それは、４個、６個、８個、９個、１０個、または１２個の金属基板プレートを有するものなどのより大きい燃料電池ユニットの中で使用され得る。これは、コストを低減させるように、ならびに、金属基板プレート（および、その少なくとも１つの燃料電池）の製造のスピード、品質、および信頼性を増加させるように作用することが可能である。

さまざまな実施形態では、２つのブランキングプレートが提供され、（金属スペーサーに取り付けられているときに）１つが金属基板のいずれかの端部にある状態で配置されており、すなわち、一方が金属基板の第１の端部にあり、他方が金属基板の第２の端部にある状態で配置されている。他の実施形態では、ブランキングプレートは、第１および第２の部分へ、すなわち、第１のブランキングプレート部分および第２のブランキングプレート部分へと区分され得る。したがって、第１のブランキングプレートは、第１のブランキングプレート部分および第２のブランキングプレート部分を含むことが可能である。同様に、第２のブランキングプレートは、第１のブランキングプレート部分および第２のブランキングプレート部分を含むことが可能であり、それぞれのブランキングプレート部分が、金属スペーサーに取り付けられている。

燃料電池ユニットは、内部燃料マニホールディング（ｍａｎｉｆｏｌｄｉｎｇ）を有している。複数の燃料電池ユニットがスタックとして組み立てられるときに、オープンマニホールド形の（ｏｐｅｎ ｍａｎｉｆｏｌｄｅｄ）酸化剤（空気）フロー通路が、（ａ）第１の燃料電池ユニットの金属相互接続プレートの第１の表面と、（ｂ）隣接する第２の燃料電池ユニットの金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）の第２の表面との間に画定される。好ましくは、金属相互接続プレートは、第２の表面から離れるように第１の表面から外向きに延在する複数のディンプルを含む。好ましくは、第１の燃料電池ユニットのディンプルは、隣接する第２の燃料電池ユニットの少なくとも１つの固体酸化物燃料電池のカソード層に当接し、電流コレクターとして作用する。

上記の任意選択的な特徴および好適な特徴は、下記に詳述されている本発明の他の態様に等しく適用可能である。

また、本発明にしたがって、本発明による複数の金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットを含む固体酸化物燃料電池スタックも提供される。

好ましくは、固体酸化物燃料電池ユニットは、圧縮ガスケットによって互いから分離されている。

また、本発明にしたがって固体酸化物燃料電池スタックアセンブリも提供され、固体酸化物燃料電池スタックアセンブリは、ベースプレートと、端部プレートと、ベースプレートと端部プレートとの間に位置決めされている本発明による固体酸化物燃料電池スタックと、ベースプレートおよび端部プレートに取り付けられているスカートとを含み、固体酸化物燃料電池スタックアセンブリは、スカートと、ベースプレートと、端部プレートとの間のボリュームを画定し、ボリュームの中に燃料電池スタックが収容されている、固体酸化物燃料電池スタックアセンブリである。

また、本発明にしたがって、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットの組み立ての方法も提供され、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニットは、
ａ） 第１および第２の互いに反対側の表面を画定する金属基板であって、少なくとも１つの固体酸化物燃料電池が、前記金属基板の前記第２の表面の上に配設されている、金属基板と、
ｂ） 金属スペーサーであって、第１および第２の互いに反対側の表面を画定し、前記金属スペーサーは、
（ｉ） 外周部、
（ｉｉ） 燃料入口部ポートを画定する少なくとも１つの燃料入口部内周部、
（ｉｉｉ） カットアウトを画定する少なくとも１つのカットアウト内周部、および、
（ｉｖ） 燃料出口部ポートを画定する少なくとも１つの燃料出口部内周部を含む、金属スペーサーと、
ｃ） 第１および第２の互いに反対側の表面を画定する金属相互接続プレートと
を含み、
前記組み立ての方法は、
（ｉ） 前記金属基板の前記第１の表面を前記金属スペーサーの前記第２の表面に取り付けるステップと、
（ｉｉ） 前記金属相互接続プレートの前記第２の表面を前記金属スペーサーの前記第１の表面に密封して取り付けるステップと
を含み、
燃料入口部ポートボリュームが、前記金属基板の前記第１の表面と、前記金属スペーサーのそれぞれの少なくとも１つの燃料入口部内周部と、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面との間に画定されており、
カットアウトボリュームが、前記金属基板の前記第１の表面と、前記金属スペーサーのそれぞれの少なくとも１つのカットアウト内周部と、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面との間に画定されており、
燃料出口部ポートボリュームが、前記金属基板の前記第１の表面と、前記金属スペーサーのそれぞれの少なくとも１つの燃料出口部内周部と、前記金属相互接続プレートの前記第２の表面との間に画定されており、
前記金属相互接続プレートは、複数のブリッジ部分を含み、前記複数のブリッジ部分は、前記少なくとも１つの燃料入口部ポートボリュームから、前記少なくとも１つのカットアウトボリュームへ、前記少なくとも１つの燃料出口部ポートボリュームへ、流体流路を画定している、方法である。

金属基板が少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレ
ート（好ましくは、複数の金属基板プレート）を含む実施形態では、好ましくは、ステップ（ｉ）は、金属スペーサーを少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレートにクランプするステップと、金属スペーサーを少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレートに取り付けるステップとを含む。

好ましくは、ステップ（ｉｉ）は、金属相互接続プレートを金属スペーサーにクランプするステップと、金属相互接続プレートを金属スペーサーに取り付けるステップとを含む。

好ましくは、ステップ（ｉ）およびステップ（ｉｉ）のうちの少なくとも１つは、溶接によって取り付けるステップを含む。より好ましくは、両方のステップ（ｉ）および（ｉｉ）は、溶接によって取り付けるステップを含む。

好ましくは、少なくとも１つの金属基板プレートおよび複数のブランキングプレートは、金属スペーサーと位置合わせされており、また、金属相互接続プレートと位置合わせされている。

好ましくは、位置付け手段（位置決め手段とも称される）が、組み立てプロセスの間にさまざまなコンポーネントを位置付けするために使用される。適切な位置付け手段は、データム縁部、固定式ダウエル、およびスプリング荷重式ダウエルを含む。他の位置付け手段も、当業者に容易に明らかになろう。

好ましくは、固体酸化物燃料電池ユニットは、金属基板（または、少なくとも１つの金属基板プレートおよびブランキングプレート）を金属スペーサーに取り付けることによって組み立てられ、金属基板（または、少なくとも１つの金属基板プレート）が、金属スペーサーの中の少なくとも１つのカットアウトの上方に取り付けられるようになっている。金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）および金属スペーサーは、好ましくは、第１のクランピングプレートを使用して一緒にクランプされる。好ましくは、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）は、ベースプレートの上に位置決めされ、金属スペーサープレートが、その上に位置決めされる。好ましくは、第１のクランピングプレートは、金属スペーサーの上方に位置決めされる。より好ましくは、クランピング手段は、ベースプレートと第１のクランピングプレートとの間に、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）および金属スペーサーをクランプする。より好ましくは、第１のクランピングプレートは、溶接スロットを画定しており、溶接スロットを通して、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）が、金属スペーサーに溶接される。

好ましくは、金属相互接続プレートは、溶接によって金属スペーサーに取り付けられる。好ましくは、金属相互接続プレートは、金属基板がすでに取り付けられている（または、少なくとも１つの金属基板プレートおよびブランキングプレートがすでに取り付けられている）金属スペーサーの上方に設置される。好ましくは、第２のクランピングプレートは、金属相互接続プレートの上方に位置決めされる。より好ましくは、クランピング手段は、ベースプレートと第２のクランピングプレートとの間に、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）、金属スペーサー、および金属相互接続プレートをクランプする。好ましくは、第２のクランピング手段は、開口部を画定している。より好ましくは、金属相互接続プレートは、開口部を通して金属基板に溶接される。好ましくは、溶接は、金属基板および金属相互接続プレートの外周部と、金属スペーサーの内周部との間にある。より好ましくは、溶接は、金属相互接続プレートを通って延在しており、金属基板を通って延在しており、また、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレート）まで通って延在している。

金属スペーサーに取り付けられている少なくとも２つのブランキングプレートおよび少なくとも１つの金属基板プレートは、金属基板を一緒に画定している。

好ましくは、金属基板（または、少なくとも２つのブランキングプレート、少なくとも１つの金属基板プレート）、金属スペーサー、および金属相互接続プレートは、データム縁部によって、組み立ての間に位置合わせされる。

当業者への本発明の実施可能な開示が本明細書で提供される。ここで、本発明の実施形態が詳細に参照され、その１つまたは複数の例が下記に記述されている。それぞれの例は、本発明の説明として提供されており、本発明の限定として提供されるものではない。

実施形態１の燃料電池ユニットコンポーネントの分解斜視図である。 アセンブリベースプレートの上に位置付けされている金属基板コンポーネン トの上面図である。 図２の金属基板コンポーネントの上に位置決めされている金属スペーサーの 上面図である。 溶接目的のために図３の金属スペーサーの上に位置決めされている第１のクラ ンピングプレートの上面図である。 溶接および第１のクランピング手段の除去の後の図３の金属スペーサーの上面 図である。 図５の金属スペーサーの上に位置決めされている金属相互接続プレートの上 面図である。 溶接目的のために図６の金属相互接続プレートの上に位置決めされている第２ のクランピングプレートの上面図である。 溶接および第２のクランピング手段の除去、ならびに、アセンブリベースプ レートからの除去の後の図６の金属相互接続プレートの上面図である。 金属基板プレートを通る断面を示す図である。 実施形態２の燃料電池ユニットの分解斜視図である。 実施形態４の燃料電池ユニットの分解斜視図である。 実施形態５の燃料電池ユニットの燃料電池ユニットのコンポーネントパー ツの上面図である。 金属スペーサーの一部の上面図である。 金属相互接続プレートの一部の上面図である。 燃料フローの図示を伴う実施形態１の燃料電池ユニットの分解斜視図であ る。 先行技術デバイスの中の燃料速度を示すＣＦＤイメージである。 先行技術デバイスの中の燃料速度を示すＣＦＤイメージである（陰影は、燃 料中間平面速度をｍ．ｓ＾－１で示している）。 本発明によるデバイスの中の燃料速度を示すＣＦＤイメージである（陰影は 、燃料中間平面速度をｍ．ｓ＾－１で示している）。 先行技術デバイスの中の正規化された燃料滞留時間（燃料の年齢（ａｇｅ ｏｆ ｆｕｅｌ））を示すＣＦＤイメージである。 本発明によるデバイスの中の正規化された燃料滞留時間（燃料の年齢）を 示すＣＦＤイメージである。

本明細書で使用されている参照記号のリストが、具体的な実施形態の終わりに与えられている。本明細書および図面の中の参照符号の繰り返しの使用は、同じまたは同様の特徴またはエレメントを表すことが意図されている。

添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正例および変形例が本発明において作製され得るということが当業者には明らかであろう。たとえば、１つの実施形態の一部として説明されている特徴が別の実施形態で使用されて、さらに他の実施形態を生み出すことが可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の中に入るものとして、そのような修正例および変形例をカバーすることが意図されている。

本発明の他の目的、特徴、および態様が、本明細書の残りの部分に開示されている。本議論は、単なる例示的な実施形態の説明に過ぎず、本発明のより広範な態様を限定するものとして意図されているわけではなく、そのより広範な態様は、例示的な構成で具現化されるということが当業者によって理解されるべきである。

実施形態１
金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット１の製作が、図に図示されている。金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット１は、固体酸化物燃料電池スタック層として使用するためのものである。

この実施形態では、金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット１は、金属基板６５（「基板層」または「金属基板層」とも称される）と、金属スペーサー３０と、金属相互接続プレート２０とを含むように製作されている。

金属基板プレート７０ａおよび７０ｂは、第１の表面７１と第２の表面７２との間に延在するレーザードリル加工された穿孔部７８ａによって画定された多孔性の領域７８をそれぞれ含む。燃料電池７９は、金属基板プレート７０ａおよび７０ｂの第２の表面７２の上の多孔性の領域７８の上に堆積されており、また、金属基板プレート７０ａ、７０ｂの多孔性の領域７８の上に堆積された（結合された）アノード層と、アノード層の上に堆積された（結合された）電解質層と、電解質層の上に堆積されたカソード層とを含む。多孔性の領域７８は、非多孔性の領域７８ｂによって取り囲まれている。

図２に示されているように、アセンブリベースプレート８０は、固定式ダウエル８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ、８３ｅ、８３ｆ、８３ｇ、およびスプリング荷重式ダウエル８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ、８４ｅ、８４ｆ、８４ｇを含む。また、アセンブリベースプレート８０は、データム縁部８１を画定している（データム縁部８１を含む）。

金属基板プレート７０ａおよび７０ｂ、ならびに、ブランキングプレート５０ａおよび５０ｂは、アセンブリベースプレート８０の上に位置合わせされており、アライメントが、固定式ダウエル８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ、８３ｅ、８３ｆ、８３ｇ、スプリング荷重式ダウエル８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ、８４ｅ、８４ｆ、８４ｇ、およびデータム縁部８１によって実現される。

ブランキングプレート５０ａの第２の表面５２は、アセンブリベースプレート８０の上に配設されている（すなわち、接触している／当接している）。ブランキングプレート５０ａの第２の縁部５８は、固定式ダウエル８３ｇによってデータム縁部８１の上に位置合わせされており、ブランキングプレート５０ａの第１の縁部５７は、固定式ダウエル８３ａおよびスプリング荷重式ダウエル８４ａに位置合わせされている。ブランキングプレート５０ａの湾曲した縁部５５は、スプリング荷重式ダウエル８４ｇによって位置合わせされている。

ブランキングプレート５０ｂの第２の表面５２は、アセンブリベースプレート８０の上に配設されている（すなわち、接触している／当接している）。ブランキングプレート５０ｂの第２の縁部５８は、固定式ダウエル８３ｃによってデータム縁部８１の上に位置合わせされており、ブランキングプレート５０ｂの第１の縁部５７は、固定式ダウエル８３ｂおよびスプリング荷重式ダウエル８４ｄに位置合わせされている。ブランキングプレート５０ｂの湾曲した縁部５５は、スプリング荷重式ダウエル８４ｅと位置合わせされている。

金属基板プレート７０ａの第２の表面７２は、アセンブリベースプレート８０の上に配設されている（すなわち、接触している／当接している）。

金属基板プレート７０ａおよび７０ｂは、ブランキングプレート５０ａと５０ｂとの間でアセンブリベースプレート８０の上に位置決めされている。金属基板プレート７０ａの第２の短い側部７５は、固定式ダウエル８３ｆおよび８３ｅによってデータム縁部８１の上に位置合わせされている。金属基板プレート７０ａの第１の短い側部７４は、スプリング荷重式ダウエル８４ｂによって位置合わせされている。

金属基板プレート７０ｂの第２の短い側部７５は、固定式ダウエル８３ｄおよびスプリング荷重式ダウエル８４ｆによってデータム縁部８１の上に位置合わせされている。金属基板プレート７０ｂの第１の短い側部７４は、スプリング荷重式ダウエル８４ｃによって位置合わせされている。

金属基板プレート７０ａの長い外側側部７６は、ブランキングプレート５０ａの内側縁部５９に対して平行に位置合わせされており、金属基板プレート７０ａとブランキングプレート５０ａとの間にトレランスギャップ８２ａを画定している。

金属基板プレート７０ｂの長い外側側部７６は、ブランキングプレート５０ｂの内側縁部５９に対して平行に位置合わせされており、金属基板プレート７０ｂとブランキングプレート５０ｂとの間にトレランスギャップ８２ｂを画定している。

トレランスギャップ８２ｃは、金属基板プレート７０ａの長い内側側部７７と金属基板プレート７０ｂの長い内側側部７７との間に画定されている。

図３に示されているように、金属スペーサー３０は、次いで、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂの上に設置されている。

金属スペーサー３０の第２の表面３２は、ブランキングプレート５０ａの第１の表面５１、金属基板プレート７０ａの第１の表面７１、金属基板プレート７０ｂの第１の表面７１、および、ブランキングプレート５０ｂの第１の表面５１の上に配設されている（すなわち、接触している／当接している）。

金属スペーサー３０は、固定式ダウエル８３ｅ、スプリング荷重式ダウエル８４ａ、８４ｄ、８４ｅ、８４ｆ、および８４ｇ、ならびにデータム縁部８１によって、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂと位置合わせされている。

金属スペーサー３０の第２の細長い縁部３８は、固定式ダウエル８３ｅおよびスプリング荷重式ダウエル８４ｆを使用して、データム縁部８１、ブランキングプレート５０ａおよび５０ｂの第２の縁部５８、ならびに、金属基板プレート７０ａおよび７０ｂの第２の短い側部７５と位置合わせされている。金属スペーサー３０の第１の細長い縁部３７は、スプリング荷重式ダウエル８４ａおよび８４ｄを使用して、ブランキングプレート５０ａおよび５０ｂの第１の縁部５７、ならびに、金属基板プレート７０ａおよび７０ｂの第１の短い側部７４と位置合わせされている。

ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂの外周部は、金属スペーサー３０の外周部３３を越えては延在していない。

金属スペーサー３０は、カットアウト内周部３９ａおよび３９ｂを含み、それぞれの内周部が、それぞれのカットアウト４０ａおよび４０ｂ、ならびに、それらの間のクロス部材４１を画定した状態になっている。金属基板プレート７０ａおよび７０ｂは、金属スペーサー３０のカットアウト内周部３９ａおよび３９ｂに完全に重なり合っており、すなわち、金属基板プレート７０ａおよび７０ｂは、カットアウト４０ａおよび４０ｂを完全にカバーしている。

また、金属スペーサー３０は、燃料ポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃおよび３４ｄを画定する複数の燃料入口部内周部３３ａ、３３ｂ、および燃料出口部内周部３３ｃ、３３ｄを含む。それぞれの燃料ポートは、複数の領域（燃料ダクト領域４４ａ、燃料スロート領域４４ｂ、および燃料分配チャネル領域４４ｃ）を含む。

図４に示されているように、第１のクランピングプレート９０が、次いで、金属スペーサー３０の上に設置されており、すなわち、金属スペーサー３０の第１の表面３１に接触／当接している。

第１のクランピングプレート９０は、オリフィス９２ａおよび９２ｂを画定している。スプリング荷重式ダウエル８４ｈは、オリフィス９２ａを通って突き出ており、固定式ダウエル８３ｅは、オリフィス９２ｂを通って突き出ており、第１のクランピングプレート９０が金属スペーサー３０と位置合わせされる（したがって、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂとも位置合わせされる）ことを可能にする。

クランピング手段（図示せず）が、第１のクランピングプレート９０およびアセンブリベースプレート８０をクランプし、すなわち、金属スペーサー３０、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂをクランプする。

また、第１のクランピングプレートは、溶接スロット９１ａ、９１ｂ、および９１ｃを画定している。

金属スペーサー３０とブランキングプレート５０ａとの間のライン溶接シーム１００ａ、金属スペーサー３０と金属基板プレート７０ａとの間のライン溶接シーム１００ｂおよび１００ｃ、金属スペーサー３０と金属基板プレート７０ｂとの間のライン溶接シーム１００ｄおよび１００ｅ、ならびに、金属スペーサー３０とブランキングプレート５０ｂとの間のライン溶接シーム１００ｆを作り出すために、溶接手段（図示せず）が使用される。

金属基板プレート７０ａ、７０ｂの非多孔性の領域７８ｂが、金属スペーサー３０に取り付けられている。

金属スペーサー３０に取り付けられているブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂは、金属基板６５を形成／画定しており、すなわち、金属スペーサー３０に取り付けられた金属基板６５を形成／画定している。

第１のクランピングプレート９０は、次いで、図５に示されているように除去される（固定式ダウエル８３ｅ、ならびに、スプリング荷重式ダウエル８４ａ、８４ｄ、および８４ｆは示されていない）。

図６に示されているように、金属相互接続プレート２０が、次いで、金属スペーサー３０の上に設置される。

金属相互接続プレート２０の第２の表面２２は、金属スペーサー３０の第１の表面３１の上に配設されている（すなわち、接触／当接している）。

金属相互接続プレート２０は、固定式ダウエル８３ｅ、スプリング荷重式ダウエル８４ａ、８４ｄ、および８４ｆ、ならびにデータム縁部８１によって、金属スペーサー３０と位置合わせされている（したがって、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂとも位置合わせされている）。スプリング荷重式ダウエル８４ａおよび８４ｄは、金属相互接続プレート２０の第１の縁部２７に当接している。金属相互接続プレート２０の第２の縁部２８は、データム縁部８１、固定式ダウエル８３ｅ、およびスプリング荷重式ダウエル８４ｆに当接している。

金属相互接続プレート２０は、複数のディンプル１１０および細長いブリッジディンプル１２０、１２１を含み、それらは、第１の表面２１から外向きに延在しており、すなわち、第２の表面２２から離れるように、ならびに、金属スペーサー３０および金属スペーサー３０に取り付けられた金属基板６５から離れるように延在している。

ディンプル１１０は、金属基板プレート７０ａ、７０ｂの燃料電池７９の場所に対応する領域を含む複数の領域の中に形成されており、複数の燃料電池ユニット１をスタックした状態で含む燃料電池スタック配置において、第１の燃料電池ユニット１のディンプル１１０が、それがともにスタックされる隣接する燃料電池ユニット１の燃料電池７９に接触するようになっている。したがって、ディンプル１１０は、燃料電池７９の外側（カソード）表面との電気的な接続を形成し、電流が、金属相互接続プレート２０の第１の表面２１から、隣接する燃料電池ユニット１の隣接する燃料電池／燃料電池７９のカソード層へ流れる。

より詳細に後で説明されるように、細長いブリッジディンプル１２０、１２１は、最終的な燃料電池ユニット１の別個のゾーン／エリア／ボリューム同士の間の流体フローブリッジとして作用する。

図７に示されているように、第２のクランピングプレート９５が、次いで、金属相互接続プレート２０の上に設置され、すなわち、金属相互接続プレート２０の第１の表面２１に接触／当接している。

第２のクランピングプレート９５は、オリフィス９８ａおよび９８ｂを画定している。スプリング荷重式ダウエル８４ｈは、オリフィス９８ａを通って突き出ており、固定式ダウエル８３ｅは、オリフィス９８ｂを通って突き出ており、第２のクランピングプレート９５が金属相互接続プレート２０と位置合わせされる（したがって、金属スペーサー３０、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂとも位置合わせされる）ことを可能にする。

第２のクランピングプレート９５は、内側周囲部９６を含み、内側周囲部９６は、開口部９６ａを画定している。

クランピング手段（図示せず）が、第２のクランピングプレート９５およびアセンブリベースプレート８０をクランプし、すなわち、金属相互接続プレート２０、金属スペーサー３０、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂをクランプする。

溶接手段（図示せず）が、金属相互接続プレート２０、金属スペーサー３０と、ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂとの間に、連続的な周囲部溶接シーム１０１を作り出すために使用される。

第２のクランピングプレート９５は、次いで、除去され、完成した金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット１が、アセンブリベースプレート８０から除去される。

完成した金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット１において、燃料ダクト１３０は、燃料ポート２４、燃料ポート３４ａ～ｄの燃料ダクト領域４４ａによって画定されており、それらはすべて互いと位置合わせされている。燃料ダクト１３０は、金属相互接続プレート２０の第１の表面２１とブランキングプレート５０ａ、５０ｂの第２の表面５２との間に延在している。

燃料電池ユニット１の第１の端部２において（たとえば、図３を参照）、第１のボリューム（燃料入口部ポートボリューム３５ａ）が、ブランキングプレート５０ａの第１の表面５１と、金属スペーサー３０の燃料入口部内周部３３ａ、３３ｂと、金属相互接続プレート２０の第２の表面２２との間に画定されている。

第２のボリューム（カットアウトボリューム３５ｂ）が、金属基板プレート７０ａの第１の表面７１と、金属スペーサー３０のカットアウト内周部３９ａと、金属相互接続プレート２０の第２の表面２２との間に画定されている。

第３のボリューム（カットアウトボリューム３５ｂ）が、金属基板プレート７０ｂの第１の表面７１と、金属スペーサー３０のカットアウト内周部３９ｂと、金属相互接続プレート２０の第２の表面２２との間に画定されている。

燃料電池ユニット１の第２の端部３において、第４のボリューム（燃料出口部ポートボリューム３５ｃ）が、ブランキングプレート５０ｂの第１の表面５１と、金属スペーサー３０の燃料出口部内周部３３ｃおよび３３ｄと、金属相互接続プレート２０の第２の表面２２との間に画定されている。

燃料電池ユニット１の第１の端部２において、細長いディンプル１２０は、第１のボリュームと第２のボリュームとの間の流体フロー通路を画定するように作用しており、すなわち、第１のボリュームと第２のボリュームとの間の流体フローブリッジとして作用する。流体フローブリッジは、細長いディンプル１２０と金属スペーサー３０との間のボリュームである。

細長いディンプル１２１は、第２のボリュームと第３のボリュームとの間の（すなわち、隣接するカットアウトボリューム３５ｂ同士の間の）流体フロー通路を画定するように作用する。流体フローブリッジは、細長いディンプル１２１と金属スペーサー３０との間のボリュームである。

燃料電池ユニット１の第２の端部３において、細長いディンプル１２０は、第３のボリュームと第４のボリュームとの間の流体フロー通路を画定するように作用し、すなわち、第１のボリュームと第２のボリュームとの間の流体フローブリッジとして作用する。流体フローブリッジは、細長いディンプル１２０と金属スペーサー３０との間のボリュームである。

したがって、流体流路は、（燃料入口部ポートボリューム３５ａ、カットアウトボリューム３５ｂ、燃料出口部ポートボリューム３５ｃ、および流体フローブリッジを使用して、）
（１） 燃料ポート３４ａ、３４ｂの燃料ダクト領域４４ａから、
（２） 燃料ポート３４ａ、３４ｂの燃料スロート領域４４ｂへ、
（３） 燃料ポート３４ａ、３４ｂの燃料分配チャネル領域４４ｃへ、
（４） 燃料電池ユニット１の第１の端部２における細長いディンプル１２０へ、
（５） 金属基板プレート７０ａの第１の表面７１、金属スペーサー３０のカットアウト内周部３９ａ、および、金属相互接続プレート２０の第２の表面２２の間に画定されている第２のボリュームへ
、
（６） 細長いディンプル１２１へ、
（７） 金属基板プレート７０ｂの第１の表面７１、金属スペーサー３０のカットアウト内周部３９ｂ、および、金属相互接続プレート２０の第２の表面２２の間に画定されている第３のボリュームへ
、
（８） 燃料ポート３４ｃ、３４ｄの燃料分配チャネル領域４４ｃへ、
（９） 燃料ポート３４ｃ、３４ｄの燃料スロート領域４４ｂへ、
（１０） 燃料ポート３４ｃ、３４ｄの燃料ダクト領域４４ａへ
画定されている。

したがって、流体流路１４０（すなわち、燃料流路）は、第１の端部２における燃料ダクト１３０から第２の端部３における燃料ダクト１３０へ燃料電池ユニット１の中に画定されている。

流体流路１４０は、図１５に図示されている。

図１３および図１４から分かるように、金属相互接続プレート２０は、１つの細長いブリッジディンプル１２０ａを含み、細長いブリッジディンプル１２０ａは、１つの燃料分配チャネル４４ｃ１からカットアウト４０ａへ燃料を移送する。同様に、金属相互接続プレート２０は、２つの細長いブリッジディンプル１２０ｂを含み、細長いブリッジディンプル１２０ｂは、１つの燃料分配チャネル４４ｃ２からカットアウト４０ａへ燃料を移送する。さらに、金属相互接続プレート２０は、３つの細長いブリッジディンプル１２０ｃを含み、細長いブリッジディンプル１２０ｃは、１つの燃料分配チャネル４４ｃ３からカットアウト４０ａへ燃料を移送する。

細長いブリッジディンプルの幅ｒａ、ｒｂ、およびｒｂ１は、一定のままである。しかし、細長いブリッジディンプルの幅ｒｃ、ｒｃ１、およびｒｃ２（細長いブリッジディンプル１２０ｃの長方形断面形状の最も短い側部の長さ）は、細長いブリッジディンプル１２０ｃが燃料電池ユニットの中心に近づくにつれて増加する。言い換えれば、ｒｃ２＞ｒｃ１＞ｒｃであり、細長いブリッジディンプル１２０ｃの内側に囲まれているフローエリアが、燃料電池の中間に近づくほど徐々に大きくなるようになっており、燃料が燃料電池の中心に均一に推進され、燃料電池の前記中心における燃料欠乏を回避する。

また、図１４は、交互のディンプル１１０および１２２を図示しており、ディンプルは、金属相互接続プレートの第１の表面から離れるように延在することと、金属相互接続プレートの第２の表面から離れるように延在することとの間で交互になっている。誤解を避けるために明記すると、細長いディンプル１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２１は、交互になっておらず、その代わりに、すべてが、金属相互接続プレート２０の第１の表面２１から延在し、第２の表面２２から離れるように延在している。

図１３は、金属スペーサー３０の燃料ポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｄの配置を図示している。燃料スロート領域４４ｂは、燃料ポート３４ａから対応する燃料分配チャネル領域４４ｃ（燃料分配チャネル領域４４ｃ１、４４ｃ２、４４ｃ３）への間で一定の幅「Ｗ」を含み、燃料は、そのような燃料ポート３４ａから対応する燃料分配チャネル領域へ高いスピードで移送され、燃料欠乏のリスクを低減させる。

加えて、燃料分配チャネル領域４４ｃ（４４ｃ１、４４ｃ２、４４ｃ３）は、湾曲した形状を含み、前記燃料分配チャネル領域４４ｃの幅が徐々に増加しており、燃料スロート領域４４ｂの幅「Ｗ」から始まり、距離（ｄａ、ｄｂ、ｄｃ）に等しい幅で終了しており、ここで、（ｄａ＜ｄｂ＜ｄｃ）になっている。

燃料分配チャネル領域４４ｃの縁部における距離ｄ（ｄａ、ｄｂ、ｄｃ）は、燃料電池ユニット１の中心の近くのエリアにおいて、より長くなっており、燃料電池ユニット１の中間領域に沿って均一に燃料を推進し、燃料分配を改善する。

燃料電池スタックアセンブリにおいて、燃料スロート領域４４ｂの長さ「Ｌ」は、圧縮ガスケットのサイズに関係付けられており、圧縮ガスケットは、１つの固体酸化物燃料電池ユニット１の金属相互接続プレート２０とそれに続く固体酸化物燃料電池ユニット１の基板層６５との間に位置付けされており、ガスケットは、相互接続体の１つのポートを取り囲むトロイド形状を含む。燃料スロート領域４４ｂの長さ「Ｌ」は、圧力降下を最小化するために、圧縮ガスケットの外部半径から内部半径を引いた値と一致している。

追加的なディンプル１２２が、ディンプル１１０と細長いブリッジディンプル１２０との間に、そのような側部の細長いブリッジディンプル１２０と並んで位置付けされている。加えて、追加的なディンプル１２２は、ディンプル１１０と細長いブリッジディンプル１２１との間に位置付けされている。ディンプル１２２は、相互接続体２０と金属基板６５との間のクリアランスを維持し、追加的なディンプル１２２が位置付けされているそのようなエリアにおける燃料閉塞を回避する。

細長いブリッジディンプル１２０ｃは、長方形断面形状のその最も短い側部に沿ってくさび形状を含み、そのようなくさび形状は、燃料分配チャネル領域４４ｃ３を細長いブリッジディンプル１２０ｃに接続する側部に位置付けされている。燃料電池スタックアセンブリにおいて、くさび形状は、金属相互接続プレート２０と次の燃料電池ユニット１との間のクリアランスを維持し、２つの隣接する固体酸化物燃料電池ユニット１同士の間の短絡のリスクを低減させる。

図１６Ａ、図１６Ｂ、および図１６Ｃは、先行技術デバイスと比較したときの、本発明（図１６Ｃ）によって実現される燃料速度の大幅な改善を示している。とりわけ、ポートエリアの周りの燃料速度の大幅な増加がある。燃料速度は、本発明（図１６Ｃ）ではより一定のままであり、燃料電池ユニット１の角部にある燃料不足領域がより少なく、燃料が燃料電池ユニット１を横切って均一に推進され、それが燃料電池の中で起こる化学反応を改善する。

図１７Ａおよび図１７ＢならびにＴａｂｌｅ １（表１）は、本発明において、正規化された燃料滞留時間が先行技術と比較して減少されるということを示しており、それは、化学反応に必要とされる水素の濃度がより低いことを意味している。言い換えれば、化学反応が起こるために必要とされる燃料がより少なく、したがって、本発明の効率が先行技術と比較して改善される。

Ｔａｂｌｅ ２（表２）は、燃料電池ユニット１アクティブエリアにおけるフロー均一性を図示している。より高い係数は、アクティブ領域を横切る、より良好なフロー分配を示しており、燃料が、本出願におけるセルを横切って、より良好に分配されるようになっている。

Ｔａｂｌｅ ３（表３）は、動作ポイントにおける圧力降下を図示している。より良好な燃料の分配に起因して、入口部ポートと出口部ポートとの間の圧力降下は、先行技術と比較して、本発明において減少した。セルを横切る圧力降下を最小化することは、スタックに沿って圧縮を維持するために有益である。

さまざまなコンポーネントに関して適切な材料は、以下を含む（Ｔａｂｌｅ ４（表４））。

実施形態２
図１０に示されているように、実施形態２は、以下のことを除いて、実施形態１の通りである。金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット１において、
（ｉ） ブランキングプレート５０ａおよび金属基板プレート７０ａは、組み合わせられた金属基板プレート１７０ａとして形成されており、
（ｉｉ） ブランキングプレート５０ｂおよび金属基板プレート７０ｂは、組み合わせられた金属基板プレート１７０ｂとして形成されている。

製作および動作は、その他の点において、実施形態１のものと同一である。

実施形態３
国際公開第２０１５／１３６２９５によれば、燃料電池スタックアセンブリは、複数の燃料電池ユニット１を使用して形成されている。より詳細には、燃料電池ユニット１のスタックは、金属ベースプレート（フェライト系ステンレス鋼３ＣＲ１２）の上に組み立てられており、Ｔｈｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ ８６６ガスケットが、隣接する燃料電池ユニット１からベースプレートを電気的に絶縁した状態になっており、および、パワーテイクオフが、Ｔｈｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ ８６６ガスケットと隣接する燃料電池ユニット１との間に位置付けされる状態になっている。Ｔｈｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ ８６６ガスケットは、隣接する燃料電池ユニット１の第１の端部２同士の間に、および、隣接する燃料電池ユニットの第２の端部３同士の間に位置付けされている。パワーテイクオフが、次いで、（すなわち、露出された）燃料電池ユニット１の上に位置決めされており、Ｔｈｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ ８６６ガスケットが、次いで、パワーテイクオフの上に設置されており、金属端部プレート（フェライト系ステンレス鋼３ＣＲ１２）が、Ｔｈｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅガスケットの上に設置されている。次いで、ベースプレートおよび端部プレートと、ベースプレートおよび端部プレートに取り付けられているスカートとの間に、圧縮手段によって圧縮力がかけられて、それらの間に所定のボリュームを画定し、その中に燃料電池スタックおよびその燃料電池ユニットが収容される。

実施形態４
図１１に示されているように、実施形態４は、以下のことを除いて、実施形態１の通りである。固体酸化物燃料電池ユニット１において、
（ｉ） ブランキングプレート５０ａ、金属基板プレート７０ａ、金属基板プレート７０ｂ、およびブランキングプレート５０ｂは、単一の組み合わせられた金属基板プレート１８０（金属基板）として形成されている。
（ｉｉ） 金属スペーサー３０は、単一のカットアウトを画定する単一のカットアウト内周部３９ａを有している。

製作および動作は、その他の点において、実施形態１のものと同一である。

実施形態５
図１２に示されているように、燃料電池ユニット１は、実施形態１の通りに製作されている。この実施形態では、合計で６つの金属基板プレート７０、および、６つの対応するカットアウト４０が存在している。

実施形態６
この実施形態は、金属基板プレート１８０が、単一の多孔性の領域７８を含み、単一の燃料電池７９が、金属基板プレート１８０の第２の表面７２の上に提供され、多孔性の領域および燃料電池が、単一のカットアウト内周部３９ａの周囲部へ延在していることを除いて、実施形態４の通りである。

燃料電池ユニット１を製造するときには、第１の溶接ステップ（そこでは、金属基板６５／７０コンポーネントが、金属スペーサー３０に溶接される）は必要でない。その代わりに、３つの層を通る周囲部の周りの単一の溶接が実施される。

さまざまな修正例、適合例、および代替的な実施形態が、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者に容易に明らかになろう。参照記号は、単に特許請求の範囲の理解を容易にするためにその中に組み込まれているに過ぎず、特許請求の範囲を限定しない。

１ 固体酸化物燃料電池ユニット
２ 第１の端部
３ 第２の端部
２０ 金属相互接続プレート
２１ （金属相互接続プレート２０の）第１の表面
２２ （金属相互接続プレート２０の）第２の表面
２３ （金属相互接続プレート２０の）外周部
２４ （金属相互接続プレート２０の）燃料ポート
２７ （金属相互接続プレート２０の）第１の縁部
２８ （金属相互接続プレート２０の）第２の縁部
３０ 金属スペーサー
３１ （金属スペーサー３０の）第１の表面
３２ （金属スペーサー３０の）第２の表面
３３ （金属スペーサー３０の）外周部
３３ａ 燃料入口部内周部
３３ｂ 燃料入口部内周部
３３ｃ 燃料出口部内周部
３３ｄ 燃料出口部内周部
３４ａ 燃料ポート
３４ｂ 燃料ポート
３４ｃ 燃料ポート
３４ｄ 燃料ポート
３５ａ 燃料入口部ポートボリューム
３５ｂ カットアウトボリューム
３５ｃ 燃料出口部ポートボリューム
３７ （金属スペーサー３０の）第１の細長い縁部
３８ （金属スペーサー３０の）第２の細長い縁部
３９ａ カットアウト内周部
３９ｂ カットアウト内周部
４０ カットアウト
４０ａ カットアウト
４０ｂ カットアウト
４１ クロス部材
４４ａ 燃料ダクト領域
４４ａ１ 燃料ダクト領域
４４ａ２ 燃料ダクト領域
４４ａ３ 燃料ダクト領域
４４ｂ 燃料スロート領域
４４ｃ 燃料分配チャネル領域
４４ｃ１ 燃料分配チャネル領域
４４ｃ２ 燃料分配チャネル領域
４４ｃ３ 燃料分配チャネル領域
５０ａ ブランキングプレート
５０ｂ ブランキングプレート
５１ （ブランキングプレートの）第１の表面
５２ （ブランキングプレートの）第２の表面
５４ （ブランキングプレートの）燃料ポート
５５ （ブランキングプレートの）湾曲した縁部
５７ （ブランキングプレートの）第１の縁部
５８ （ブランキングプレートの）第２の縁部
５９ （ブランキングプレートの）内側縁部
６５ 金属基板
６５ａ 金属基板第１の表面
６５ｂ 金属基板第２の表面
７０ 金属基板
７０ａ 金属基板プレート
７０ｂ 金属基板プレート
７１ （金属基板プレートの）第１の表面
７２ （金属基板プレートの）第２の表面
７４ （金属基板プレートの）第１の短い側部
７５ （金属基板プレートの）第２の短い側部
７６ （金属基板プレートの）長い外側側部
７７ （金属基板プレートの）長い内側側部
７８ （金属基板プレートの）多孔性の領域
７８ａ 穿孔部
７８ｂ （金属基板プレートの）非多孔性の領域
７９ 固体酸化物燃料電池
８０ アセンブリベースプレート
８１ データム縁部
８２ａ トレランスギャップ
８２ｂ トレランスギャップ
８２ｃ トレランスギャップ
８３ａ 固定式ダウエル
８３ｂ 固定式ダウエル
８３ｃ 固定式ダウエル
８３ｄ 固定式ダウエル
８３ｅ 固定式ダウエル
８３ｆ 固定式ダウエル
８３ｇ 固定式ダウエル
８４ａ スプリング荷重式ダウエル
８４ｂ スプリング荷重式ダウエル
８４ｃ スプリング荷重式ダウエル
８４ｄ スプリング荷重式ダウエル
８４ｅ スプリング荷重式ダウエル
８４ｆ スプリング荷重式ダウエル
８４ｇ スプリング荷重式ダウエル
８４ｈ スプリング荷重式ダウエル
９０ 第１のクランピングプレート
９１ａ 溶接スロット
９１ｂ 溶接スロット
９１ｃ 溶接スロット
９２ａ オリフィス
９２ｂ オリフィス
９５ 第２のクランピングプレート
９６ 内側周囲部
９６ａ 開口部
９８ａ オリフィス
９８ｂ オリフィス
１００ａ ライン溶接シーム
１００ｂ ライン溶接シーム
１００ｃ ライン溶接シーム
１００ｄ ライン溶接シーム
１００ｅ ライン溶接シーム
１００ｆ ライン溶接シーム
１０１ 周囲部溶接シーム
１１０ ディンプル
１２０ 細長いブリッジディンプル
１２０ａ 細長いブリッジディンプル
１２０ｂ 細長いブリッジディンプル
１２０ｃ 細長いブリッジディンプル
１２１ 細長いブリッジディンプル
１２２ ディンプル
１３０ 燃料ダクト
１４０ 流体流路
１７０ａ 組み合わせられた金属基板プレート
１７０ｂ 組み合わせられた金属基板プレート
１８０ 組み合わせられた金属基板プレート
ｄａ 距離
ｄｂ 距離
ｄｃ 距離
ｒｃ１ 幅
ｒｃ２ 幅
ｒｃ３ 幅
Ｌ （燃料スロート領域４４ｂの）長さ
Ｗ （燃料スロート領域４４ｂの）幅

Claims (9)

1. 金属支持式の固体酸化物燃料電池ユニット（１）の燃料ポート端部であって、
   ａ） 第１および第２の互いに反対側の表面（６５ａ、６５ｂ）を画定する金属基板（６５）であって、少なくとも１つの固体酸化物燃料電池（７９）が、前記金属基板（６５）の前記第２の表面（６５ｂ）の上に配設されている、金属基板（６５）と、
   ｂ） 第１および第２の互いに反対側の表面（３１、３２）を画定する金属スペーサー（３０）であって、前記金属スペーサー（３０）は、カットアウト（４０ａ、４０ｂ）を画定する少なくとも１つの燃料ポート内周部（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）を備えており、前記金属基板（６５）の前記第１の表面（６５ａ）は、前記金属スペーサー（３０）の前記第２の表面（３２）に取り付けられている、金属基板（６５）と、
   ｃ） 第１および第２の互いに反対側の表面（２１、２２）を画定する金属相互接続プレート（２０）であって、前記金属相互接続プレート（２０）の前記第２の表面（２２）は、前記金属スペーサー（３０）の前記第１の表面（３１）に密封状態で取り付けられている、金属相互接続プレート（２０）と
   を含み、
   燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）の一方あるいは前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）の両方が、前記金属基板（６５）の前記第１の表面（６５ａ）と、前記金属スペーサー（３０）のそれぞれの少なくとも１つの前記燃料ポート内周部（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）と、前記金属相互接続プレート（２０）の前記第２の表面（２２）と、の間に画定されており、
   前記金属相互接続プレート（２０）は、流体流路を画定するブリッジ部分を備えており、
   前記流体流路は、
   燃料ポートが燃料入口部ポート（３４ａ、３４ｂ）である場合に、前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）の一方あるいは前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）の両方から、前記固体酸化物燃料電池ユニット（１）における隣接するボリューム（３５ｃ）への流体フローブリッジまたはチャネルを確定するか、または、
   前記燃料ポートが燃料出口部ポート（３４ｃ、３４ｄ）である場合に、前記固体酸化物燃料電池ユニット（１）における隣接する前記燃料ポートボリューム（３５ｃ）から、前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）の一方あるいは前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）の両方への流体フローブリッジまたはチャネルを確定する
   ことを特徴とする燃料ポート端部。
2. 前記固体酸化物燃料電池ユニット（１）における隣接する前記燃料ポートボリューム（３５ｂ）は、前記固体酸化物燃料電池ユニット（１）のアクティブ領域であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポート端部。
3. 隣接する前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ）の間に複数のブリッジ部分が存在していることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料ポート端部。
4. 前記燃料ポートボリューム（３５ａ、３５ｃ）は、燃料ダクト領域（４４ａ）と、複数の燃料スロート領域（４４ｂ）と、対応する複数の燃料分配チャネル領域（４４ｃ）と、を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料ポート端部。
5. 前記燃料スロート領域（４４ｂ）の各々は、その燃料ダクト領域（４４ａ）と、その燃料分配チャネル領域（４４ｃ）との間に一定の幅（Ｗ）を有することを特徴とする請求項４に記載の燃料ポート端部。
6. 前記ブリッジ部分は、前記金属相互接続プレート（２０）の前記第２の表面（２２）から離れるように、前記金属相互接続プレート（２０）の前記第１の表面（２１）から外向きに延在している、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料ポート端部。
7. 前記ブリッジ部分は、細長いディンプル（１２０、１２１）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料ポート端部。
8. 前記ブリッジ部分は、前記金属スペーサー（３０）の前記第１の表面（３１）と前記金属相互接続プレート（２０）の前記第２の表面（２２）との間にボリュームを画定している、請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料ポート端部。
9. 前記金属スペーサー（３０）は、少なくとも２つの燃料ポート（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）を画定する少なくとも２つの燃料入口部内周部（３３ａ、３３ｂ）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料ポート端部。

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