JP3007813B2 - 燃料電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方の面に酸素極を備
え且つ他方の面に燃料極を備えた電解質層と、前記酸素
極に臨む側と前記燃料極に臨む側のいずれか一方に、セ
ル内流路を形成すべく配置される流路構成部材とから矩
形板状の燃料電池のセルが構成され、前記セル内流路
が、前記セルにおける一方の向かい合う一対の端面にお
いて開けられ、他方の向かい合う一対の端面において閉
じられ、前記セルの複数が、セル間流路を形成すべく互
いに間隔を隔てて積層状態に並置されてセル集積体が形
成された燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃料電池において、複数個のセル
が積層状態に並置し且つ隣接セル間にセル間流路を備え
たセル集積体を形成するための積層構造として、従来
は、図２５に示すような積層構造を採用していた。即
ち、長尺状の一対の第１隔壁材３１と、セルＣとほぼ同
一厚さの長尺状の一対の第２隔壁材３２とを井桁状に積
み重ね、セル内流路ｘが開いた一対の端縁（以下、開口
端縁と略記する）夫々を第１隔壁材３１上に載置した状
態で、セルＣを一対の第２隔壁材３２の間に配設する積
層構造により、セル集積体ＮＣを形成していた。そし
て、隣接セルＣ間の両側を一対の第１隔壁材３１により
仕切ることにより、隣接セルＣ間に、セルＣにおけるセ
ル内流路ｘが開いた端面（以下、開口端面と略記する）
側において閉じられ、セルＣにおけるセル内流路ｘが閉
じた端面（以下、閉塞端面と略記する）側において開け
られたセル間流路ｙを形成していた。尚、セルＣにおけ
るセル内流路ｘが開いた端部（以下、開口端部と略記す
る）の周部に、一対の第１隔壁材３１及び一対の第２隔
壁材３２を密着させることにより、セル内流路ｘとセル
間流路ｙとを区画している。

【０００３】更に、セル集積体ＮＣにおけるセル内流路
ｘが開いた一対の側面夫々に、一面が開口した箱状のガ
ス通路構成部材３３の開口部を接続することにより、セ
ル内流路ｘ夫々に連通する一対のセル内流路用ガス通路
Ｘ１，Ｘ２を形成し、又、セル集積体ＮＣにおけるセル
間流路ｙが開いた一対の側面夫々に、ガス通路構成部材
３３の開口部を接続することにより、セル間流路ｙ夫々
に連通する一対のセル間流路用ガス通路Ｙ１，Ｙ２を形
成していた。尚、一対のセル内流路用ガス通路Ｘ１，Ｘ
２のうち一方は、セル内流路ｘ夫々にセル内流路用ガス
を供給するための供給用として、他方は、セル内流路ｘ
夫々からセル内流路用ガスを排出させるための排出用と
して、夫々使用するものである。又、一対のセル間流路
用ガス通路Ｙ１，Ｙ２のうち一方は、セル間流路ｙ夫々
にセル間流路用ガスを供給するための供給用として、他
方は、セル間流路ｙ夫々からセル間流路用ガスを排出さ
せるための排出用として、夫々使用するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、セル集積体を形成するための積層構造は、一対の第
１隔壁材と一対の第２隔壁材を井桁状に積み重ねるとい
った複雑な構造であり、しかも、セル一枚に対して一対
の第１隔壁材と一対の第２隔壁材との４点の部品が必要
であり、多数のセルを積層するためには、非常に多数の
部品を必要としていた。又、セル内流路用ガス通路やセ
ル間流路用ガス通路を形成するために、箱状のガス通路
構成部材の如き複雑な構造の部品を４個も必要としてい
た。従って、セル集積体を形成するための積層構造、及
び、セル内流路用ガス通路やセル間流路用ガス通路を形
成するためのガス通路形成構造が複雑であり、これらが
相まって、燃料電池の全体構造が非常に複雑なものとな
っていた。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、セル集積体を形成するための積
層構造、及び、セル内流路用ガス通路やセル間流路用ガ
ス通路を形成するためのガス通路形成構造を簡略化し
て、燃料電池の全体構造を簡略にすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による燃料電池の
第１の特徴構成は、前記セル間流路が、前記セルにおけ
る前記セル内流路が開いた開口端面側において閉じら
れ、前記セルにおける前記セル内流路が閉じた閉塞端面
側において開けられ、セル保持部材に、前記セルにおけ
る前記セル内流路が開いた開口端縁が入れられる切り込
み部と、その切り込み部に臨み、且つ、前記セルの積層
方向に貫通する孔とが形成され、前記切り込み部は、そ
の切り込み部に入れられる前記セルにおける開口端縁の
両端夫々に隣接する前記閉塞端面に夫々密着する一対の
当て付け面を備え、且つ、前記セルの厚さとほぼ同一深
さに形成され、前記セルの複数が、夫々の前記開口端縁
を前記セル保持部材の前記切り込み部に入れた状態で積
層状態に並置されて、前記セル集積体が形成され、前記
孔夫々が前記積層方向に一連に連なった通路を、前記セ
ル内流路夫々に連通するセル内流路用ガス通路としてあ
る点にある。

【０００７】第２の特徴構成は、前記セルの複数が、夫
々の両側の前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材
夫々の前記切り込み部に入れた状態で積層状態に並置さ
れて、前記セル集積体が形成され、前記セル間流路夫々
に連通するセル間流路用ガス通路を形成する隔壁体が、
前記セル集積体における前記セル間流路が開いた一対の
側面夫々に、その側面を覆う状態で、且つ、一方の積層
状態のセル保持部材夫々の端面にて形成される壁面と他
方の積層状態のセル保持部材夫々の端面にて形成される
壁面とに接続される状態で設けられている点にある。

【０００８】第３の特徴構成は、前記セルの複数が、夫
々の両側の前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材
夫々の前記切り込み部に入れた状態で積層状態に並置さ
れて、前記セル集積体が形成され、前記セル集積体が、
箱状体の内部に設けられ、前記箱状体の内部と区画され
且つ前記セル間流路夫々に連通するセル間流路用ガス通
路を形成する隔壁体が、前記セル集積体における前記セ
ル間流路が開いた一対の側面のうちの一方に、その側面
を覆う状態で、且つ、一方の積層状態のセル保持部材夫
々の端面にて形成される壁面と他方の積層状態のセル保
持部材夫々の端面にて形成される壁面とに接続される状
態で設けられている点にある。

【０００９】第４の特徴構成は、一方の積層状態のセル
保持部材夫々の端面にて形成される壁面と他方の積層状
態のセル保持部材夫々の端面にて形成される壁面の夫々
に、前記積層方向の全長にわたって延びる凹溝が備えら
れ、前記隔壁体が、両端縁部夫々を前記凹溝に入れた状
態で、前記壁面に接続され、前記凹溝にシール材が充填
されている点にある。

【００１０】第５の特徴構成は、前記隔壁体における前
記積層方向端部に、前記セル間流路用ガス通路における
前記積層方向端部の開口部を閉塞するための屈曲部が設
けられている点にある。

【００１１】第６の特徴構成は、前記隔壁体は、その前
記積層方向における端部が前記セル集積体における前記
積層方向端部よりも前記積層方向外方側に突出する状態
で設けられ、前記セル間流路用ガス通路における前記積
層方向端部の開口部を閉塞する蓋体に、前記隔壁体にお
ける前記積層方向外方側への突出部分を挿入するスリッ
ト孔が形成され、前記スリット孔にシール材が充填され
ている点にある。

【００１２】第７の特徴構成は、前記セルの複数が、夫
々の両側の前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材
夫々の前記切り込み部に入れた状態で積層状態に並置さ
れて、前記セル集積体が形成され、前記セル集積体が、
箱状体の内部に設けられ、一方の積層状態のセル保持部
材夫々の端面にて形成される壁面と前記箱状体の内面と
に接続される隔壁体と、他方の積層状態のセル保持部材
夫々の端面にて形成される壁面と前記箱状体の内面とに
接続される隔壁体とが設けられることにより、前記箱状
体の内部が二つに区画され、区画部分の夫々が前記セル
間流路夫々に連通するセル間流路用ガス通路として使用
される点にある。

【００１３】第８の特徴構成は、前記セルの複数が、夫
々の両側の前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材
夫々の前記切り込み部に入れた状態で積層状態に並置さ
れて、前記セル集積体が形成され、前記セル集積体が、
箱状体の内部に設けられ、両側の前記セル保持部材のう
ちの一方に、前記セル間流路と前記孔とを連通する接続
通路が形成され、その接続通路が形成された方の前記セ
ル保持部材の前記孔夫々が前記積層方向に一連に連なっ
た通路を、前記セル内流路用ガス通路及びセル間流路用
ガス通路として共用するように構成されている点にあ
る。

【００１４】第９の特徴構成は、前記セル保持部材にお
ける一対の当て付け面の少なくとも一方が、前記積層方
向視において、前記開口端縁から離間するほど他方の前
記当て付け面に近接する傾斜状に形成され、前記閉塞端
面に、前記傾斜状の当て付け面に密着させることが可能
な傾斜部が形成されている点にある。

【００１５】第１０の特徴構成は、前記積層方向が、縦
方向である点にある。

【００１６】第１１の特徴構成は、前記積層方向が、横
方向である点にある。

【００１７】

【作用】第１の特徴構成による作用は、以下の通りであ
る。セルの開口端縁を、その開口端縁の両端夫々に隣接
する閉塞端面が当て付け面に密着する状態で、セル保持
部材の切り込み部に入れる。このように、セルの開口端
縁をセル保持部材の切り込み部に入れた状態のものを重
ねることにより、複数個のセルが積層状態に並置し且つ
隣接セル間にセル間流路を備えたセル集積体を形成する
ことができる。つまり、切り込み部を形成することによ
り残されたセル保持部材の厚みが薄い部分（以下、薄肉
部分と略記する）により、隣接セル間の間隔が保持され
る。又、その薄肉部分により隣接セル間の側面が仕切ら
れることにより、隣接セル間に、セル間流路が形成され
る。セルの開口端部の周部に、そのセルを入れているセ
ル保持部材の薄肉部分及び一対の当て付け面、並びに、
隣接するセル保持部材の裏面を密着させることにより、
セル内流路とセル間流路とを区画する。又、上述のよう
に、セルの開口端縁をセル保持部材の切り込み部に入れ
た状態のものを重ねることにより、セル保持部材夫々の
孔がセルの積層方向に一連に連なった通路が形成され、
その通路をセル内流路夫々に連通するセル内流路用ガス
通路とするのである。

【００１８】第２の特徴構成による作用は、以下の通り
である。セルの両側の開口端縁夫々を両側のセル保持部
材夫々の切り込み部に入れた状態のものを重ねることに
より、セル集積体を形成するのと同時に、供給用と排出
用の二つのセル内流路用ガス通路を形成することができ
る。セル集積体におけるセルの閉塞端面が位置する側面
は、セルの閉塞端面が外部に臨むとともに、セル間流路
は外部に対して開いた状態となっている。以下の説明に
おいて、セル集積体におけるセルの閉塞端面が位置する
側面を開放側面と略記する場合がある。セルの開口端縁
をセル保持部材の切り込み部に入れた状態では、セルの
積層方向視において、セル保持部材の端面は、セルの開
口端縁の端部よりも開口端縁の延長方向側外方に位置す
る状態となっている。従って、セルの積層方向視におい
て、セル集積体の開放側面の外方に、積層状態のセル保
持部材夫々の端面にて形成される壁面が存在することに
なる。そこで、隔壁体を、セル集積体の開放側面を覆う
状態で、且つ、一方の積層状態のセル保持部材夫々の端
面にて形成される壁面と、他方の積層状態のセル保持部
材夫々の端面にて形成される壁面とに接続する状態で設
けると、隔壁体とセル集積体の開放側面とのあいだに、
セル間流路夫々に連通するセル間流路用ガス通路を形成
することができる。尚、セル集積体の一対の開放側面の
両方に対して、隔壁体を設けることにより、供給用と排
出用の両方のセル間流路用ガス通路を形成する。

【００１９】第３の特徴構成による作用は、以下の通り
である。セル集積体の一対の開放側面のうちの一方に対
して、隔壁体を設けることにより、供給用と排出用のう
ちのいずれか一方のセル間流路用ガス通路を形成する。
隔壁体を設けていない方のセル集積体の開放側面は、箱
状体の内部に臨む状態となっているので、箱状体の内部
を、供給用と排出用のうちの他方のセル間流路用ガス通
路として使用する。ちなみに、燃料電池運転中は、セル
集積体の温度は非常に高くなっているので、セル集積体
を箱状体の内部に設ける等により、セル集積体の周部を
断熱状態で覆う必要がある。本第３の特徴構成によれ
ば、本来断熱用として設ける箱状体を利用して、供給用
と排出用のうちのいずれか一方のセル間流路用ガス通路
を形成することができるのである。

【００２０】第４の特徴構成による作用は、以下の通り
である。隔壁体の端縁部を凹溝に入れて、その凹溝にシ
ール材を充填することにより、隔壁体を前記端面に接続
するとともに、隔壁体と前記端面との間を封止する。

【００２１】第５の特徴構成による作用は、以下の通り
である。隔壁体を設けると、その屈曲部により、セル間
流路用ガス通路における積層方向端部の開口部を閉塞す
ることができる。

【００２２】第６の特徴構成による作用は、以下の通り
である。隔壁体及び蓋体を設けると、隔壁体における前
記積層方向外方側への突出部分が蓋体のスリット孔に挿
入された状態となっている。そして、シール材をセル集
積体の外側からスリット孔に充填して、隔壁体と蓋体と
の間を封止する。又、シール材を、燃料電池の運転時に
おける高温状態において、柔軟性を備えた材質とするこ
とにより、燃料電池の運転及び停止に伴って、隔壁体及
び蓋体が膨張収縮しても、隔壁体と蓋体とを、それらの
封止箇所においてそれらの間の封止状態を維持した状態
で、相対移動させることができる。

【００２３】第７の特徴構成による作用は、以下の通り
である。一方の隔壁体を、一方の積層状態のセル保持部
材夫々の端面にて形成される壁面と箱状体の内面とに接
続し、他方の隔壁体を、他方の積層状態のセル保持部材
夫々の端面にて形成される壁面と箱状体の内面とに接続
して、箱状体の内部を二つに区画する。セル集積体の一
対の開放側面のうちの一方の開放側面は、二つの区画部
分のうちの一方に臨み、他方の開放側面は、二つの区画
部分のうちの他方に臨む状態となるので、二つの区画部
分のうちの一方を供給用セル間流路用ガス通路として、
及び、二つの区画部分のうちの他方を排出用セル間流路
用ガス通路として夫々使用する。従って、断熱用として
本来設ける箱状体を利用して、供給用と排出用の両方の
セル間流路用ガス通路を形成することができるのであ
る。

【００２４】第８の特徴構成による作用は、以下の通り
である。両側のセル保持部材のうちの一方に形成された
接続通路により、セル間流路は開かれている。従って、
セル間流路は、セルの両方の閉塞端面側、及び、セルの
一方の開口端面側において開けられ、セルの他方の開口
端面側において閉じられていることになる。セル集積体
の一対の開放側面（つまり、セルの閉塞端面が臨む側
面）は、箱状体の内部に臨む状態となっていて、箱状体
の内部を供給用セル間流路用ガス通路として使用する。
接続通路が形成された方のセル保持部材の孔夫々が前記
積層方向に一連に連なった通路を、排出用のセル内流路
用ガス通路及び排出用のセル間流路用ガス通路として共
用する。従って、排出用セル間流路用ガス通路を別途設
ける必要がない。以下、排出用セル内流路用ガス通路及
び排出用セル間流路用ガス通路として共用する通路を、
共用ガス通路と称する場合がある。従って、セル間流路
用ガスは、セル間流路の両方のセルの閉塞端面側の開口
から供給され、セルの開口端面側の開口、即ち、セル保
持部材に形成された接続通路を通じて、共用ガス通路に
排出され、一方、セル内流路用ガスも共用ガス通路に排
出される。そして、共用ガス通路に排出されたセル内流
路用ガス及びセル間流路用ガスを、共用ガス通路におい
て燃焼させ、その燃焼熱によりセル集積体を加熱する。
つまり、かかる燃料電池においては、排出されたセル内
流路用ガス及びセル間流路用ガスを燃焼させ、その燃焼
熱によりセル集積体を加熱するが、本第６の特徴構成に
よれば、排出されたセル内流路用ガス及びセル間流路用
ガスをセル集積体の間近で燃焼させることができるの
で、放熱ロスを抑制することができる。

【００２５】第９の特徴構成による作用は、以下の通り
である。セル内流路とセル間流路とを区画するために
は、セルの両側の閉塞端面夫々に、セル保持部材の当て
付け面を夫々密着させる必要がある。本第９の特徴構成
によれば、セルの開口端縁をセル保持部材の切り込み部
に入れた状態で、セル保持部材をセルの開口端縁に対し
て押し付けることにより、傾斜状の当て付け面とセルの
閉塞端面の傾斜部とによって、一対の当て付け面の間隔
と一対の閉塞端面の間隔との差を吸収して、セルの両側
の閉塞端面夫々にセル保持部材の当て付け面を夫々密着
させることができる。従って、当て付け面の間隔の寸法
精度はそれほど高くする必要がない。ちなみに、両方の
当て付け面を、セルの一対の閉塞端面に合うように互い
に平行な状態に形成した場合は、両側の閉塞端面に当て
付け面を夫々密着させるためには、一対の当て付け面の
間隔の寸法精度を高くする必要がある。

【００２６】第１０の特徴構成による作用は、以下の通
りである。先ず、セル保持部材を基台等の上に載置し、
そのセル保持部材の切り込み部にセルの開口端縁を載置
し、続いて、先に載置してあるセル保持部材の上に次の
セル保持部材を積み重ね、そのセル保持部材の切り込み
部に次のセルの開口端縁を載置するという手順を繰り返
して、セル集積体を形成する。従って、セル集積体を形
成する際に、セル保持部材及びセルを保持するための構
成が簡略、又は、不要になる。

【００２７】第１１の特徴構成による作用は、以下の通
りである。例えば、基台をその上面が水平方向に沿うよ
うに設置する。そして、セルの開口端縁をセル保持部材
の切り込み部に入れた状態のものを、セルの面方向を縦
方向に向けて基台上に載置した状態で、横方向に重ねる
ことにより、セル集積体を形成する。つまり、セルの開
口端縁をセル保持部材の切り込み部に入れた状態のもの
を重ねる際に、基台の上面が基準面となってセルが整列
されるので、セル集積体を形成する際に、セルを積層方
向が真っ直ぐになる状態で整列させるための構成が簡単
になる。

【００２８】

【発明の効果】第１の特徴構成によれば、板状のセル保
持部材を単に積層状態に重ねるといった簡単な構造であ
り、しかも、セル保持部材をセルの両側の開口端縁夫々
に配置するにしても、セル１枚に対して２枚のセル保持
部材を使用するだけでよいので、部品点数が非常に少な
くなり、その結果、セル集積体を形成するための積層構
造が極めて簡略になった。又、セル集積体を形成するの
と同時に、セル内流路用ガス通路を形成することがで
き、しかも、従来必要としていた、セル内流路用ガス通
路を形成するための複雑な構造のガス通路構成部材を省
略することができ、これらのことが相まって、セル内流
路用ガス通路を形成するためのガス通路形成構造が極め
て簡略になった。従って、燃料電池の全体構造が、従来
と比較して極めて簡略になった。

【００２９】第２の特徴構成によれば、セル間流路用ガ
ス通路を形成するために、積層状態のセル保持部材夫々
の端面にて形成される壁面を利用することができるの
で、セル間流路用ガス通路用の隔壁体としては、構造が
極めて簡単な板状体を使用することができ、従来のよう
に構造が複雑な箱状のガス通路構成部材を使用するのに
比べて、セル間流路用ガス通路を形成するためのガス通
路形成構造が簡略になった。要するに、本第２の特徴構
成によれば、セル内流路用ガス通路を形成するためのガ
ス通路形成構造、及び、セル間流路用ガス通路を形成す
るためのガス通路形成構造の両方を簡略化することがで
きるので、燃料電池の全体構造が、一層簡略になった。

【００３０】第３の特徴構成によれば、断熱用として本
来設ける必要のある箱状体を利用して、供給用と排出用
のうちのいずれか一方のセル間流路用ガス通路を形成す
ることができるので、セル間流路用ガス通路を形成する
ためのガス通路形成構造を一層簡略化することができる
ことになり、燃料電池の全体構造が、更に簡略になっ
た。

【００３１】第４の特徴構成によれば、セル間流路用ガ
ス通路を封止するための構造の信頼性が一層向上するの
で、燃料電池の耐久性を更に向上することができるよう
になった。

【００３２】第５の特徴構成によれば、隔壁体を設ける
と同時に、セル間流路用ガス通路における積層方向端部
の開口部を閉塞することができるので、セル間流路用ガ
ス通路を形成するためのガス通路形成構造を一層簡略化
することができることになり、燃料電池の全体構造が更
に簡略になった。

【００３３】第６の特徴構成によれば、シール材をセル
集積体の外側からスリット孔に充填することにより隔壁
体と蓋体との間を封止することができるので、セル間流
路用ガス通路を形成するためのガス通路形成構造を一層
簡略化することができることになり、燃料電池の全体構
造が更に簡略になった。又、燃料電池の運転及び停止に
伴って、隔壁体及び蓋体が膨張収縮しても、隔壁体及び
蓋体がそれらの封止箇所において相対移動して応力発生
を防止することができるので、隔壁体と蓋体との間の気
密性の劣化、及び、隔壁体及び蓋体の損傷を防止するこ
とができることになり、燃料電池の耐久性を更に向上す
ることができるようになった。

【００３４】第７の特徴構成によれば、断熱用として本
来設ける必要のある箱状体を利用して、供給用と排出用
のうちのいずれか一方のセル間流路用ガス通路を形成す
ることができるので、セル間流路用ガス通路を形成する
ためのガス通路形成構造を一層簡略化することができる
ので、燃料電池の全体構造が、更に簡略になった。

【００３５】第８の特徴構成によれば、排出用のセル間
流路用ガス通路を別途設ける必要がないので、セル間流
路用ガス通路を形成するためのガス通路形成構造を一層
簡略化することができるので、燃料電池の全体構造が、
更に簡略になった。又、放熱ロスを抑制することができ
るので、燃料電池の発電効率を向上することができるよ
うになった。

【００３６】第９の特徴構成によれば、セル保持部材の
製作精度を高くする必要がないので、製作コストを低減
することができるようになった。

【００３７】第１０の特徴構成によれば、セル集積体を
形成する際に、セル保持部材及びセルを保持するための
構成が簡略、又は、不要になるので、製作コストを低減
することができるようになった。

【００３８】第１１の特徴構成によれば、セル集積体を
形成する際に、セルを整列させるために構成が簡単にな
るので、製作コストを低減することができるようになっ
た。

【００３９】

【実施例】

〔第１実施例〕以下、図１ないし図５に基づいて、本発
明の第１実施例を説明する。図１に示すように、一方の
面に酸素極２を備え且つ他方の面に燃料極３を備えた固
体電解質層１と、酸素極２に臨む側に、セル内流路ｘを
形成すべく配置される流路構成部材としての導電性セパ
レータ４とから矩形板状の燃料電池のセルＣを構成し、
このセルＣの複数を、セル間流路ｙ形成すべく互いに間
隔を隔てて積層状態に並置してセル集積体ＮＣを形成し
てある。セル内流路ｘは、セルＣにおける一方の向かい
合う一対の端面において開けてあり、他方の向かい合う
一対の端面において閉じてある。尚、以下の説明におい
ては、セルＣにおいて、セル内流路ｘが開いた端縁を開
口端縁、セル内流路ｘが開いた端面を開口端面、及び、
セル内流路ｘが閉じた端面を閉塞端面と夫々略記する。
又、セル間流路ｙは、セルＣの両方の開口端面側におい
て閉じてあり、セルＣの両方の閉塞端面側において開け
てある。

【００４０】次に、図２に基づいて、燃料電池のセルＣ
の構成について説明を加える。平面形状が矩形板状の固
体電解質層１の一方の面に、固体電解質層１における向
かい合う一対の側縁夫々に側縁全長にわたる電解質層露
出部１ａを形成する状態で、膜状又は板状の酸素極２を
一体的に貼り付け、且つ、他方の面に膜状又は板状の燃
料極３を、全面又はほぼ全面にわたって一体的に貼り付
けて、酸素極２と燃料極３とから起電力を得るための矩
形板状の三層板状体を形成してある。固体電解質層１
は、３モル％程度のＹｔを固溶させた正方晶のＺｒ
Ｏ₂ 、その他適当なものから成り、酸素極２はＬａＭｎ
Ｏ₃ 、その他適当なものから成り、、又、燃料極３はＮ
ｉとＺｒＯ₂ のサーメット、その他適当なものから成
る。

【００４１】導電性セパレータ４は、板状部４ａと、そ
の板状部４ａの両端に夫々位置する一対の帯状突起部４
ｂと、それら一対の帯状突起部４ｂの間に位置する複数
の凸条部４ｃを備える状態で導電性材料にて一体形成し
てある。その導電性セパレータ４を、複数の凸条部４ｃ
夫々が酸素極２と接触する状態で、一対の帯状突起部４
ｂ夫々を両電解質層露出部１ａ夫々に貼り付けることに
より、セルＣを構成してある。そして、酸素極２と導電
性セパレータ４とを導電状態に接続するとともに、酸素
極２と導電性セパレータ４との間に、セルＣにおける一
方の向かい合う一対の端面において開いた溝状のセル内
流路ｘを複数個形成してある。従って、セル内流路ｘ
は、セルＣにおける他方の向かい合う一対の端面におい
て閉じている。このセル内流路ｘは、酸素極２に臨むも
のであり、酸素含有ガスを通流させる酸素含有ガス流路
ｓとして機能する。

【００４２】導電性セパレータ４、固体電解質層１及び
燃料極３の４箇所の角部は、切り落とした形状の傾斜状
にしてあり、これによって、詳しくは後述するが、セル
Ｃの閉塞端面の両端部夫々に、傾斜部Ｃｓを形成してあ
る。導電性セパレータ４は、酸化と還元とに対する耐性
に優れたＬａＣｒＯ₃ 、その他適当なものから成る。

【００４３】次に、図１に基づいて、複数個のセルＣが
積層状態に並置し且つ隣接セル間にセル間流路ｙを備え
たセル集積体ＮＣを形成するための積層構造について、
説明を加える。図中の５は、矩形板状のセル保持部材で
あり、このセル保持部材５には、セルＣの開口端縁を入
れる切り込み部５１と、その切り込み部５１に臨み、且
つ、セルＣの積層方向に貫通する孔５２を形成してあ
る。切り込み部５１には、その切り込み部５１に入れら
れるセルＣの開口端縁の両端夫々に隣接する閉塞端面に
夫々密着させる一対の当て付け面５３を備えさせてあ
り、又、切り込み部５１は、セルＣの厚さとほぼ同一深
さに形成してある。更に、一対の当て付け面５３を、セ
ルＣの積層方向視において、セルＣの開口端縁から離間
するほど互いに近接する傾斜状に形成してある。又、セ
ルＣの閉塞端面の両端夫々に、傾斜状の当て付け面５３
に密着させることが可能な傾斜部Ｃｓを形成してある。

【００４４】そして、セルＣの両側の開口端縁夫々を両
側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に載置した状
態のものを積み重ねてある。つまり、切り込み部５１を
形成することにより残されたセル保持部材の厚みが薄い
薄肉部分５４により、隣接セルＣ間の間隔を保持し、そ
の薄肉部分５４により隣接セルＣ間の両側面を仕切るこ
とにより、隣接セルＣ間にセル間流路ｙを形成してあ
る。セル間流路ｙは、セルＣの両方の開口端面側におい
て閉じてあり、セルＣの両方の閉塞端面側において開け
てある。又、セル間流路ｙは、燃料極３に臨むものであ
り、水素ガスを含有する燃料ガスを通流させる燃料ガス
流路ｆとして機能する。

【００４５】セルＣの開口端縁をセル保持部材５の切り
込み部５１に載置する際には、セル保持部材５をセルＣ
の開口端縁に対して押し付けることにより、セルＣの両
側の閉塞端面の傾斜部Ｃｓ夫々に、当て付け面５３を夫
々密着させる。セルＣにおけるセル内流路ｘが開いた開
口端部の周部に、そのセルＣを載置しているセル保持部
材５の薄肉部分５４及び一対の当て付け面５３、並び
に、隣接するセル保持部材５の裏面を密着させることに
より、セル内流路ｘとセル間流路ｙとを気密状態に区画
する。その場合、セルＣの開口端部の周部と、セルＣを
載置しているセル保持部材５の薄肉部分５４及び一対の
当て付け面５３、並びに、隣接するセル保持部材５の裏
面との間には、図１中において、破線部にて示すよう
に、耐熱性及び電気絶縁性を有するシール材６を充填し
て気密性を確保している。

【００４６】上述のように、セルＣの両側の開口端縁夫
々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に載置
した状態のものを積み重ねることにより、セル保持部材
５夫々の孔５２がセルＣの積層方向に一連に連なった通
路が二つ形成され、一方の通路をセル内流路夫々に連通
する供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１として使用し、他
方の通路をセル内流路夫々に連通する排出用セル内流路
用ガス通路Ｘ２として使用する。尚、積層方向に隣接す
るセル保持部材５の間にも、図１中において、破線部に
て示すように、シール材６を充填して、両方のセル内流
路用ガス通路Ｘ１，Ｘ２と外部との気密性を確保してい
る。

【００４７】隣接セルＣ間、即ち、セル間流路ｙには、
気体の通流を許容する柔軟性導電材７を充填し、隣接セ
ルＣを導電状態に接続している。柔軟性導電材７は、耐
熱性、耐還元性に優れたＮｉのフェルト状材、その他適
当なものから成る。又、セル保持部材５は、耐熱性に優
れ電気絶縁性を備えたセラミック材から成る。

【００４８】又、上述のように、セルＣの両側の開口端
縁夫々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に
載置した状態のものを積み重ねて形成した積層構造物の
積層方向両端部夫々に、一対の集電板保持部材８を配置
してある。集電板保持部材８には、セルＣの積層方向視
における形状がセル保持部材５の孔５２と同じ形状の孔
８１のみを形成してあり、セル保持部材５の切り込み部
５１に相当するものは形成していない。そして、両側の
集電板保持部材８の間に、端子棒９を固着した集電板１
０を柔軟性導電材７に接触させた状態で配置して、両方
の端子棒９により、出力電力を取り出すように構成して
ある。上述のようにして、セル集積体ＮＣを構成してあ
る。

【００４９】次に、図３ないし図５に基づいて、燃料電
池の全体構成について説明する。上述のように構成した
セル集積体ＮＣを基台１１上に載置し、更に、セル集積
体ＮＣを内装する状態で、角筒状体１２を基台１１上に
載置してある。尚、基台１１により、角筒状体１２の下
部開口、並びに、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び
排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２夫々の下部開口を閉塞
している。又、蓋体１３により、角筒状体１２の上部開
口、並びに、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び排出
用セル内流路用ガス通路Ｘ２夫々の上部開口を閉塞す
る。つまり、基台１１、角筒状体１２及び蓋体１３によ
り箱状体Ｂを形成してあり、セル集積体ＮＣを箱状体Ｂ
の内部に設けてある。セル集積体ＮＣにおけるセルの閉
塞端面が位置する一対の側面（以下、開放側面と略記す
る）は、箱状体Ｂの内部に臨む状態であり、換言すれ
ば、セルＣの閉塞端面が箱状体Ｂの内部に臨むととも
に、セル間流路ｙは箱状体Ｂの内部に対して開いた状態
となっている。一方の端子棒９は、蓋体１３を気密状態
で貫通させることにより、箱状体Ｂの外部に突出させて
あり、他方の端子棒９は、基台１１を気密状態で貫通さ
せることにより、箱状体Ｂの外部に突出させてある。

【００５０】更に、一方の隔壁体１４を、一方の積層状
態のセル保持部材５夫々の端面にて形成される壁面５Ｓ
と、箱状体Ｂの内面、即ち、基台１１の内面と角筒状体
１２の内面と蓋体１３の内面とに接続する状態で設け、
又、他方の隔壁体１４を、他方の積層状態のセル保持部
材５夫々の端面にて形成される壁面５Ｓと、箱状体Ｂの
内面、即ち、基台１１の内面と角筒状体１２の内面と蓋
体１３の内面とに接続する状態で設けてあり、これによ
って、箱状体Ｂの内部を二つに区画してある。セル集積
体ＮＣの一対の開放側面のうちの一方の開放側面は、二
つの区画部分のうちの一方に臨み、他方の開放側面は、
二つの区画部分のうちの他方に臨む状態となるので、二
つの区画部分のうちの一方を供給用セル間流路用ガス通
路Ｙ１として、及び、他方を排出用セル間流路用ガス通
路Ｙ２として夫々使用する。

【００５１】供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１にはセル
内流路用ガス供給管１５を、排出用セル内流路用ガス通
路Ｘ２にはセル内流路用ガス排出管１６を夫々連通接続
してある。又、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１にはセ
ル間流路用ガス供給管１７を、排出用セル間流路用ガス
通路Ｙ２にはセル間流路用ガス排出管１８を夫々連通接
続してある。

【００５２】〔第２実施例〕以下、図６ないし図８に基
づいて、第２実施例を説明する。セルＣ及びセル集積体
ＮＣは、上述の第１実施例と同様に構成してあるので、
説明を省略する。以下、燃料電池の全体構成について説
明する。セルＣの開口端縁をセル保持部材５の切り込み
部５１に載置した状態では、セルＣの積層方向視におい
て、セル保持部材５の端面は、セルＣの開口端縁の端部
よりも開口端縁の延長方向側外方に位置する状態となっ
ている。従って、セルＣの積層方向視において、積層状
態のセル保持部材５夫々の端面にて形成される壁面５Ｓ
は、セル集積体ＮＣの開放側面の外方に位置することに
なる。そして、セル集積体ＮＣの一対の開放側面のうち
の一方に対して、隔壁体１９を、その開放側面を覆う状
態で、且つ、一方の積層状態のセル保持部材５夫々の端
面にて形成される壁面５Ｓと、他方の積層状態のセル保
持部材５夫々の端面にて形成される壁面５Ｓとに接続す
る状態で設ける。そして、隔壁体１９とセル集積体の開
放側面とのあいだに、セル間流路ｙ夫々に連通する排出
用セル間流路用ガス通路Ｙ２を形成する。

【００５３】上述のように隔壁体１９を設けたセル集積
体ＮＣを基台１１上に載置する。蓋体２０により、排出
用セル間流路用ガス通路Ｙ２の上部開口、並びに、供給
用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び排出用セル内流路用ガ
ス通路Ｘ２夫々の上部開口を閉塞する。更に、有底角筒
状体２１を、その開口部を下方に向けた状態で基台１１
上に載置する。基台１１により、有底角筒状体２１の開
口、排出用セル間流路用ガス通路Ｙ２の下部開口、並び
に、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び排出用セル内
流路用ガス通路Ｘ２夫々の下部開口を閉塞している。つ
まり、基台１１及び有底角筒状体２１により箱状体Ｂを
形成してあり、セル集積体ＮＣを箱状体Ｂの内部に設け
てある。一方の端子棒９は、蓋体２０及び有底角筒状体
２１の底部を気密状態で貫通させることにより、箱状体
Ｂの外部に突出させてあり、他方の端子棒９は、基台１
１を気密状態で貫通させることにより、箱状体Ｂの外部
に突出させてある。

【００５４】セル集積体ＮＣの一対の開放側面のうち、
隔壁体１９を設けていない方の開放側面は、箱状体Ｂの
内部に臨む状態となっているので、箱状体Ｂの内部を、
供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１として使用する。供給
用セル内流路用ガス通路Ｘ１にはセル内流路用ガス供給
管１５を、排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２にはセル内
流路用ガス排出管１６を夫々連通接続してある。又、供
給用セル間流路用ガス通路Ｙ１にはセル間流路用ガス供
給管１７を、排出用セル間流路用ガス通路Ｙ２にはセル
間流路用ガス排出管１８を夫々連通接続してある。

【００５５】〔第３実施例〕以下、図９ないし図１１に
基づいて、第３実施例を説明する。セルＣ及びセル集積
体ＮＣは、上述の第１実施例と同様に構成してあるの
で、説明を省略する。以下、燃料電池の全体構成につい
て説明する。セル集積体ＮＣの一対の開放側面の両方に
対して、上記第２実施例と同様に、隔壁体１９を設ける
ことにより、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１及び排出
用セル間流路用ガス通路Ｙ２を形成してある。上述のよ
うに２枚の隔壁体１９を設けたセル集積体ＮＣを基台１
１上に載置する。基台１１により、供給用セル間流路用
ガス通路Ｙ１、排出用セル間流路用ガス通路Ｙ２、供給
用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び排出用セル内流路用ガ
ス通路Ｘ２夫々の下部開口を閉塞している。又、蓋体２
２により、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１、排出用セ
ル間流路用ガス通路Ｙ２、供給用セル内流路用ガス通路
Ｘ１及び排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２夫々の上部開
口を閉塞する。一方の端子棒９は、蓋体２２を気密状態
で貫通させてあり、他方の端子棒９は、基台１１を気密
状態で貫通させてある。供給用セル内流路用ガス通路Ｘ
１にはセル内流路用ガス供給管１５を、排出用セル内流
路用ガス通路Ｘ２にはセル内流路用ガス排出管１６を夫
々連通接続してある。又、供給用セル間流路用ガス通路
Ｙ１にはセル間流路用ガス供給管１７を、排出用セル間
流路用ガス通路Ｙ２にはセル間流路用ガス排出管１８を
夫々連通接続してある。

【００５６】〔第４実施例〕以下、図１２ないし図１５
に基づいて、第４実施例を説明する。セルＣは、上述の
第１実施例と同様に構成してあるので、説明を省略す
る。次に、図１２に基づいて、複数個のセルＣが積層状
態に並置し且つ隣接セル間にセル間流路ｙを備えたセル
集積体ＮＣを形成するための積層構造について、説明を
加える。上述の第１実施例と同様に、セルＣの両側の開
口端縁夫々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５
１に載置した状態のものを積み重ねてあるが、下記の点
で第１実施例と構成が異なる。両側のセル保持部材５の
うちの一方に、セル間流路ｙと孔５２とを連通する接続
通路５５を形成してある。この接続通路５５は、セル保
持部材５の薄肉部分５４の中間部に間隙を形成すること
により形成してある。両側の集電板保持部材８のうち、
接続通路５５を形成したセル保持部材５と同じ側の集電
板保持部材８には、セル間流路ｙと孔８１とを連通する
接続通路８２を形成してある。

【００５７】又、接続通路５５を形成したセル保持部材
５側においては、積層方向に隣接するセル保持部材５の
間のみに、シール材６を充填する。両側のセル保持部材
５のうちの一方に形成された接続通路５５により、セル
間流路ｙは開かれている。従って、セル間流路ｙは、セ
ルＣの両方の閉塞端面側、及び、セルのＣの一方の開口
端面側において開けてあり、セルＣの他方の開口端面側
において閉じてあることになる。尚、以下の説明では、
セル間流路ｙの開口のうち、セルＣの閉塞端面側の開口
をｙｉと記載し、セルのＣの一方の開口端面側の開口を
ｙｏと記載する。接続通路５５が形成された方のセル保
持部材５の孔５２夫々がセルＣの積層方向に一連に連な
った通路を、排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２及び排出
用セル間流路用ガス通路Ｙ２として共用する共用ガス通
路Ｚとして使用する。以上が、セル集積体ＮＣを形成す
るための積層構造において、上述の第１実施例と構成が
異なる点である。

【００５８】次に、図１３ないし図１５に基づいて、燃
料電池の全体構成について説明する。上述のように構成
したセル集積体ＮＣを基台１１上に載置し、更に、セル
集積体ＮＣを内装する状態で、角筒状体１２を基台１１
上に載置してある。尚、基台１１により、角筒状体１２
の下部開口、並びに、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１
及び共用ガス通路Ｚ夫々の下部開口を閉塞している。
又、蓋体１３により、角筒状体１２の上部開口、並び
に、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び共用ガス通路
Ｚ夫々の上部開口を閉塞する。つまり、基台１１、角筒
状体１２及び蓋体１３により箱状体Ｂを形成してあり、
セル集積体ＮＣを箱状体Ｂの内部に設けてある。一方の
端子棒９は、蓋体１３を気密状態で貫通させることによ
り、箱状体Ｂの外部に突出させてあり、他方の端子棒９
は、基台１１を気密状態で貫通させることにより、箱状
体Ｂの外部に突出させてある。

【００５９】セル集積体ＮＣの一対の開放側面（つま
り、セルＣの閉塞端面が臨む側面）は、箱状体の内部に
臨む状態となっているので、セル間流路ｙの両方の閉塞
端面側の開口ｙｉは、箱状体Ｂの内部に臨む状態となっ
ている。そこで、箱状体Ｂの内部を供給用セル間流路用
ガス通路Ｙ１として使用する。従って、セル間流路用ガ
スとしての燃料ガスは、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ
１により、両方の閉塞端面側の開口ｙｉからセル間流路
ｙに供給され、セル間流路ｙを通流した後、開口端面側
の開口ｙｏ、即ち、セル保持部材５に形成された接続通
路５５を通じて、共用ガス通路Ｚに排出される。一方、
セル内流路用ガスとしての酸素含有ガスは、供給用セル
内流路用ガス通路Ｘ１から、セル内流路ｘに供給され、
セル内流路ｘを通流した後、共用ガス通路Ｚに排出され
る。そして、共用ガス通路Ｚに排出された酸素含有ガス
及び燃料ガスを共用ガス通路Ｚにおいて燃焼させ、その
燃焼熱によりセル集積体ＮＣを加熱する。

【００６０】供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１にはセル
内流路用ガス供給管１５を、供給用セル間流路用ガス通
路Ｙ１にはセル間流路用ガス供給管１７を、共用ガス通
路Ｚには燃焼ガス排出管２３を夫々連通接続してある。

【００６１】〔第５実施例〕以下、図１６ないし図１９
に基づいて、第５実施例を説明する。セルＣは、上述の
第１実施例と同様に構成してあるので、説明を省略す
る。次に、図１６に基づいて、複数個のセルＣが積層状
態に並置し且つ隣接セル間にセル間流路ｙを備えた状態
でセル集積体ＮＣを形成するための積層構造について説
明する。セル保持部材５は、下記のように一対の切り欠
き５６を形成する以外は、上記第１実施例と同様に形成
してある。切り欠き５６は、セル保持部材５夫々の端面
に、それらが積層された積層状態において積層方向に一
連に連なる状態に形成してある。

【００６２】セル集積体形成用の基台（図示せず）を上
面が水平方向に沿うように設置する。そして、セルＣの
両側の開口端縁夫々を両側のセル保持部材５夫々の切り
込み部５１に入れた状態のものを、セルＣの面方向を縦
方向に向けて前記基台上に載置した状態で、横方向に重
ねてある。つまり、セル保持部材５の薄肉部分５４によ
り、隣接セルＣ間を保持し、その薄肉部分５４により隣
接セルＣ間の両側面を仕切ることにより、隣接セルＣ間
にセル間流路ｙを形成してある。セル間流路ｙは、セル
Ｃの両方の開口端面側において閉じてあり、セルＣに両
方の閉塞端面側において開けてある。又、セル間流路ｙ
は、燃料極３に臨むものであり、水素ガスを含有する燃
料ガスを通流させる燃料ガス流路ｆとして機能する。

【００６３】セルＣの開口端縁をセル保持部材５の切り
込み部５１に入れる際には、セル保持部材５をセルＣの
開口端縁に対して押し付けることにより、セルＣの両側
の閉塞端面の傾斜部Ｃｓ夫々に、当て付け面５３を夫々
密着させる。セルＣにおけるセル内流路ｘが開いた開口
端部の周部に、そのセルＣを入れているセル保持部材５
の薄肉部分５４及び一対の当て付け面５３、並びに、隣
接するセル保持部材５の裏面を密着させることにより、
セル内流路ｘとセル間流路ｙとを気密状態に区画する。
その場合、セルＣの開口端部の周部と、セルＣを入れて
いるセル保持部材５の薄肉部分５４及び一対の当て付け
面５３、並びに、隣接するセル保持部材５の裏面との間
には、図１６中において、破線部にて示すように、耐熱
性及び電気絶縁性を有するシール材６を充填して気密性
を確保している。

【００６４】上述のように、セルＣの両側の開口端縁夫
々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に入れ
た状態のものを重ねることにより、セル保持部材５夫々
の孔５２がセルＣの積層方向に一連に連なった通路が二
つ形成され、一方の通路をセル内流路夫々に連通する供
給用セル内流路用ガス通路Ｘ１として使用し、他方の通
路をセル内流路夫々に連通する排出用セル内流路用ガス
通路Ｘ２として使用する。尚、積層方向に隣接するセル
保持部材５の間にも、図１６中において、破線部にて示
すように、シール材６を充填して、両方のセル内流路用
ガス通路Ｘ１，Ｘ２と外部との気密性を確保している。

【００６５】隣接セルＣ間、即ち、セル間流路ｙには、
気体の通流を許容する柔軟性導電材７を充填し、隣接セ
ルＣを導電状態に接続している。

【００６６】又、上述のように、セルＣの両側の開口端
縁夫々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に
入れた状態のものを重ねて形成した積層構造物の積層方
向両端部夫々に、一対の集電板保持部材８を配置してあ
る。集電板保持部材８には、セル保持部材５の切り欠き
５６と同様の切り欠き８２を形成してあり、セル保持部
材５の切り込み部５１に相当するものは形成していな
い。又、図１８にも示すように、前記積層構造物の積層
方向両端部のうちの、セルＣのセパレータ４が向く方の
端部に配置する集電板保持部材８には、孔８１を形成し
てある。

【００６７】そして、一方の積層状態のセル保持部材５
及び集電板保持部材８の端面にて形成される壁面５Ｓ
と、他方の積層状態のセル保持部材５及び集電板保持部
材８の端面にて形成される壁面５Ｓの夫々に、セル保持
部材５の切り欠き５６、及び、集電板保持部材８の切り
欠き８２により、セルＣの積層方向の全長にわたって延
びる凹溝Ｍを形成してある。又、両側の集電板保持部材
８の間に、端子棒９を固着した集電板１０を柔軟性導電
材７に接触させた状態で配置して、両方の端子棒９によ
り、出力電力を取り出すように構成してある。

【００６８】次に、図１７ないし図１９に基づいて、燃
料電池の全体構成について説明する。セル集積体ＮＣの
積層方向両端部のうちの一方の端部（孔８１を形成した
集電板保持部材８を配置した方の端部）に、板状体２５
を設けてある。板状体２５には、両側の凹溝Ｍ夫々に連
なる状態で凹溝２５ａを形成してある。

【００６９】直角に屈曲する屈曲部１９ａを備えた隔壁
体１９を、３つの端縁部を凹溝Ｍ及び凹溝２５ａに入れ
た状態で、壁面５Ｓに接続して、供給用セル間流路用ガ
ス通路Ｙ１及び排出用セル間流路用ガス通路Ｙ２を形成
してある。隔壁体１９の端縁部と凹溝Ｍの底面との間、
及び、隔壁体１９の端縁部と凹溝２５ａの底面との間に
は、間隙を設けてある。隔壁体１９は、耐熱性を備えた
金属（例えば、ステンレススチール）製の板状体にて形
成することができる。供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１
及び排出用セル間流路用ガス通路Ｙ２夫々における前記
積層方向両端部の開口部のうち、一方の開口部を屈曲部
１９ａにて閉塞し、他方の開口部を蓋体２５にて閉塞し
てある。又、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び排出
用セル内流路用ガス通路Ｘ２夫々における前記積層方向
両端部の開口部のうち、一方の開口部を集電板保持部材
８にて閉塞し、他方の開口部を板状体２５にて閉塞して
ある。

【００７０】更に、凹溝Ｍ及び凹溝２５ａには、シール
材２４を充填し、又、図示しないが、屈曲部１９ａとセ
ル集積体ＮＣとの間にもシール材を充填して、供給用セ
ル間流路用ガス通路Ｙ１及び排出用セル間流路用ガス通
路Ｙ２と外部との気密性を確保している。上記各シール
材は、燃料電池の運転時における高温状態では柔軟性を
備えた材質である。又、隔壁体１９の端縁部と凹溝Ｍの
底面との間、及び、隔壁体１９の端縁部と凹溝２５ａの
底面との間には、間隙を設けてあるので、燃料電池の運
転及び停止に伴う隔壁体１９の膨張及び収縮を許容し
て、隔壁体１９、セル保持部材５及び板状体２５等の損
傷を防止している。

【００７１】上述のように構成したセル集積体ＮＣを、
セルＣの積層方向が横向きになる状態で、基台１１上に
載置し、更に、有底角筒状体２１を、その開口部を下方
に向けた状態で基台１１上に載置する。つまり、基台１
１及び有底角筒状体２１により箱状体Ｂを形成してあ
り、セル集積体ＮＣを箱状体Ｂの内部に設けてある。

【００７２】供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１にはセル
内流路用ガス供給管１５を、排出用セル内流路用ガス通
路Ｘ２にはセル内流路用ガス排出管１６を夫々連通接続
してある。又、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１にはセ
ル間流路用ガス供給管１７を、排出用セル間流路用ガス
通路Ｙ２にはセル間流路用ガス排出管１８を夫々連通接
続してある。尚、図示はしないが、リード線の一端を端
子棒９に接続し、他端を箱状体Ｂの外部に引き出して、
出力電力を取り出すように構成してある。

【００７３】〔第６実施例〕以下、図２０ないし図２２
に基づいて、第６実施例を説明する。セルＣは、上述の
第１実施例と同様に構成してあるので、説明を省略す
る。セル集積体ＮＣは、上述の第５実施例と同様に構成
してあるので、説明を省略する。

【００７４】次に、燃料電池の全体構成について説明す
る。燃料電池の全体構成は、下記の点以外は、上述の第
５実施例と同様に構成してある。隔壁体１９には屈曲部
１９ａを備えていない。その隔壁体１９を、３つの端縁
部を凹溝Ｍ及び凹溝２５ａに入れた状態で、且つ、残り
の端縁部がセル集積体ＮＣにおける前記積層方向外方側
に突出した状態で設けてある。供給用セル間流路用ガス
通路Ｙ１及び排出用セル間流路用ガス通路Ｙ２夫々にお
ける前記積層方向端部の開口部を閉塞する蓋体２６に、
隔壁体１９における前記積層方向外方側への突出部分を
挿入するスリット孔２６ａを形成してある。そして、蓋
体２６を、スリット孔２６ａに隔壁体１９における前記
積層方向外方側への突出部分を挿入した状態で設けてあ
る。スリット孔２６ａにシール材２７を充填してある。
シール材２７は、燃料電池の運転時における高温状態で
は柔軟性を備えた材質である。更に、凹部２８ａを備え
た封止部材２８を、その凹部２８ａに隔壁体１９におけ
る前記積層方向外方側への突出部分を入れた状態で、ス
リット孔２６ａに被せて設けてある。このことによっ
て、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１及び排出用セル間
流路用ガス通路Ｙ２の気密性を更に確実にしてある。

【００７５】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。 上記各実施例においては、一対の当て付け面５３の
両方を傾斜状に形成する場合について例示したが、これ
に代えて、いずれか一方のみを傾斜状に形成しても良
い。この場合、傾斜状ではない当て付け面５３に対応す
るセルＣの閉塞端面には、傾斜部Ｃｓは形成しなくても
良い。

【００７６】 上記第２及び第３実施例においては、
隔壁体１９の形状が平板状である場合について例示した
が、隔壁体１９の形状は、種々変更可能である。例え
ば、セルＣの積層方向視の形状が、コの字形状や円弧形
状の曲板状でも良い。

【００７７】 図２３に示すように、上記第２実施例
において、一方の積層状態のセル保持部材５及び集電板
保持部材８の端面にて形成される壁面５Ｓと、他方の積
層状態のセル保持部材５及び集電板保持部材８の端面に
て形成される壁面５Ｓの夫々に、セルＣの積層方向の全
長にわたって延びる凹溝Ｍを備え、隔壁体１９を、その
両端部夫々を凹溝Ｍに入れた状態で、壁面５Ｓに接続し
てもよい。又、凹溝Ｍには、シール材２４を充填して、
供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１及び排出用セル間流路
用ガス通路Ｙ２と外部との気密性を確保する。

【００７８】 図２４に示すように、上記第３実施例
において、一方の積層状態のセル保持部材５及び集電板
保持部材８の端面にて形成される壁面５Ｓと、他方の積
層状態のセル保持部材５及び集電板保持部材８の端面に
て形成される壁面５Ｓの夫々に、セルＣの積層方向の全
長にわたって延びる凹溝Ｍを備え、隔壁体１９を、その
両端部夫々を凹溝Ｍに入れた状態で、壁面５Ｓに接続し
てもよい。又、凹溝Ｍには、シール材２４を充填して、
供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１及び排出用セル間流路
用ガス通路Ｙ２と外部との気密性を確保する。

【００７９】 上記第２実施例においては、隔壁体１
９とセル集積体ＮＣの開放側面とのあいだを、排出用セ
ル間流路用ガス通路Ｙ２として使用し、箱状体Ｂの内部
を供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１として使用する場合
について例示したが、これに代えて、隔壁体１９とセル
集積体ＮＣの開放側面とのあいだを、供給用セル間流路
用ガス通路Ｙ１として使用し、箱状体Ｂの内部を排出用
セル間流路用ガス通路Ｙ２として使用しても良い。

【００８０】 上記第１、第２、第３又は第４実施例
のように、セルＣの積層方向を縦方向にして形成したセ
ル集積体ＮＣを、前記積層方向が横方向になるように基
台１１上に載置してもよい。

【００８１】 上記第５実施例のように、セルＣの積
層方向を横方向にして形成したセル集積体ＮＣを、前記
積層方向が縦方向になるように基台１１上に載置しても
よい。

【００８２】 上記各実施例では、導電性セパレータ
４を三層板状体の酸素極２に臨む側に付設してセルＣを
構成する場合について例示したが、これに代えて、導電
性セパレータ４を三層板状体の燃料極３に臨む側に付設
してセルＣを構成するとともに、上記各実施例と同様の
積層構造にてセル集積体ＮＣを構成しても良い。この場
合は、セル内流路ｘは燃料極３に臨むものであるので、
セル内流路ｘは燃料ガス流路ｆとして機能させる。一
方、セル間流路ｙは酸素極２に臨むものであるので、セ
ル間流路ｙは酸素含有ガス流路ｓとして機能させる。

【００８３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例におけるセル集積体の積層構造を示
す斜視図

【図２】第１実施例におけるセルの構成を示す斜視図

【図３】第１実施例における燃料電池の全体構成を示す
横断平面図

【図４】図３におけるイ−イ矢視図

【図５】図３におけるロ−ロ矢視図

【図６】第２実施例における燃料電池の全体構成を示す
横断平面図

【図７】図６におけるハ−ハ矢視図

【図８】図６におけるニ−ニ矢視図

【図９】第３実施例における燃料電池の全体構成を示す
横断平面図

【図１０】図９におけるホ−ホ矢視図

【図１１】図９におけるヘ−ヘ矢視図

【図１２】第４実施例におけるセル集積体の積層構造を
示す斜視図

【図１３】第４実施例における燃料電池の全体構成を示
す横断平面図

【図１４】図１３におけるト−ト矢視図

【図１５】図１３におけるチ−チ矢視図

【図１６】第５実施例におけるセル集積体の積層構造を
示す斜視図

【図１７】第５実施例における燃料電池の全体構成を示
す縦断正面図

【図１８】図１７におけるリ−リ矢視図

【図１９】図１３におけるヌ−ヌ矢視図

【図２０】第６実施例における燃料電池の全体構成を示
す縦断正面図

【図２１】図１７におけるル−ル矢視図

【図２２】図１３におけるオ−オ矢視図

【図２３】別実施例における燃料電池の全体構成を示す
横断平面図

【図２４】別実施例における燃料電池の全体構成を示す
横断平面図

【図２５】従来の燃料電池の全体構成を示す斜視図

【符号の説明】

１ 電解質層 ２ 酸素極 ３ 燃料極 ４ 流路構成部材 ５ セル保持部材 ５Ｓ 壁面 １４ 隔壁体 １９ 隔壁体 １９ａ 屈曲部 ２４ シール材 ２６ 蓋体 ２６ａ スリット孔 ２７ シール材 ５１ 切り込み部 ５２ 孔 ５３ 当て付け面 ５５ 接続通路 ｘ セル内流路 ｙ セル間流路 Ｂ 箱状体 Ｃ セル Ｃｓ 傾斜部 Ｍ 凹溝 ＮＣ セル集積体 Ｘ１，Ｘ２ セル内流路用ガス通路 Ｙ１，Ｙ２ セル間流路用ガス通路

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に酸素極（２）を備え且つ他方
   の面に燃料極（３）を備えた電解質層（１）と、前記酸
   素極（２）に臨む側と前記燃料極（３）に臨む側のいず
   れか一方に、セル内流路（ｘ）を形成すべく配置される
   流路構成部材（４）とから矩形板状の燃料電池のセル
   （Ｃ）が構成され、 前記セル内流路（ｘ）が、前記セル（Ｃ）における一方
   の向かい合う一対の端面において開けられ、他方の向か
   い合う一対の端面において閉じられ、 前記セル（Ｃ）の複数が、セル間流路（ｙ）を形成すべ
   く互いに間隔を隔てて積層状態に並置されてセル集積体
   （ＮＣ）が形成された燃料電池であって、 前記セル間流路（ｙ）が、前記セル（Ｃ）における前記
   セル内流路（ｘ）が開いた開口端面側において閉じら
   れ、前記セル（Ｃ）における前記セル内流路（ｘ）が閉
   じた閉塞端面側において開けられ、 セル保持部材（５）に、 前記セル（Ｃ）における前記セル内流路（ｘ）が開いた
   開口端縁が入れられる切り込み部（５１）と、その切り
   込み部（５１）に臨み、且つ、前記セル（Ｃ）の積層方
   向に貫通する孔（５２）とが形成され、 前記切り込み部（５１）は、その切り込み部（５１）に
   入れられる前記セル（Ｃ）における開口端縁の両端夫々
   に隣接する前記閉塞端面に夫々密着する一対の当て付け
   面（５３）を備え、且つ、前記セルの厚さとほぼ同一深
   さに形成され、 前記セル（Ｃ）の複数が、夫々の前記開口端縁を前記セ
   ル保持部材（５）の前記切り込み部（５１）に入れた状
   態で積層状態に並置されて、前記セル集積体（ＮＣ）が
   形成され、 前記孔（５２）夫々が前記積層方向に一連に連なった通
   路を、前記セル内流路（ｘ）夫々に連通するセル内流路
   用ガス通路（Ｘ１），（Ｘ２）としてある燃料電池。
2. 【請求項２】 前記セル（Ｃ）の複数が、夫々の両側の
   前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材（５）夫々
   の前記切り込み部（５１）に入れた状態で積層状態に並
   置されて、前記セル集積体（ＮＣ）が形成され、 前記セル間流路（ｙ）夫々に連通するセル間流路用ガス
   通路（Ｙ１），（Ｙ２）を形成する隔壁体（１９）が、
   前記セル集積体（ＮＣ）における前記セル間流路（ｙ）
   が開いた一対の側面夫々に、その側面を覆う状態で、且
   つ、一方の積層状態のセル保持部材（５）夫々の端面に
   て形成される壁面（５Ｓ）と他方の積層状態のセル保持
   部材（５）夫々の端面にて形成される壁面（５Ｓ）とに
   接続される状態で設けられている請求項１記載の燃料電
   池。
3. 【請求項３】 前記セル（Ｃ）の複数が、夫々の両側の
   前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材（５）夫々
   の前記切り込み部（５１）に入れた状態で積層状態に並
   置されて、前記セル集積体（ＮＣ）が形成され、 前記セル集積体（ＮＣ）が、箱状体（Ｂ）の内部に設け
   られ、 前記箱状体（Ｂ）の内部と区画され且つ前記セル間流路
   （ｙ）夫々に連通するセル間流路用ガス通路（Ｙ１），
   （Ｙ２）を形成する隔壁体（１９）が、前記セル集積体
   （ＮＣ）における前記セル間流路（ｙ）が開いた一対の
   側面のうちの一方に、その側面を覆う状態で、且つ、一
   方の積層状態のセル保持部材（５）夫々の端面にて形成
   される壁面（５Ｓ）と他方の積層状態のセル保持部材
   （５）夫々の端面にて形成される壁面（５Ｓ）とに接続
   される状態で設けられている請求項１記載の燃料電池。
4. 【請求項４】 一方の積層状態のセル保持部材（５）夫
   々の端面にて形成される壁面（５Ｓ）と他方の積層状態
   のセル保持部材（５）夫々の端面にて形成される壁面
   （５Ｓ）の夫々に、前記積層方向の全長にわたって延び
   る凹溝（Ｍ）が備えられ、 前記隔壁体（１９）が、両端縁部夫々を前記凹溝（Ｍ）
   に入れた状態で、前記壁面（５Ｓ）に接続され、 前記凹溝（Ｍ）にシール材（２４）が充填されている請
   求項２又は３記載の燃料電池。
5. 【請求項５】 前記隔壁体（１９）における前記積層方
   向端部に、前記セル間流路用ガス通路（Ｙ１），（Ｙ
   ２）における前記積層方向端部の開口部を閉塞するため
   の屈曲部（１９ａ）が設けられている請求項２、３、又
   は４記載の燃料電池。
6. 【請求項６】 前記隔壁体（１９）は、その前記積層方
   向における端部が前記セル集積体（ＮＣ）における前記
   積層方向端部よりも前記積層方向外方側に突出する状態
   で設けられ、 前記セル間流路用ガス通路（Ｙ１），（Ｙ２）における
   前記積層方向端部の開口部を閉塞する蓋体（２６）に、
   前記隔壁体（１９）における前記積層方向外方側への突
   出部分を挿入するスリット孔（２６ａ）が形成され、 前記スリット孔（２６ａ）にシール材（２７）が充填さ
   れている請求項２、３、又は４記載の燃料電池。
7. 【請求項７】 前記セル（Ｃ）の複数が、夫々の両側の
   前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材（５）夫々
   の前記切り込み部（５１）に入れた状態で積層状態に並
   置されて、前記セル集積体（ＮＣ）が形成され、 前記セル集積体（ＮＣ）が、箱状体（Ｂ）の内部に設け
   られ、 一方の積層状態のセル保持部材（５）夫々の端面にて形
   成される壁面（５Ｓ）と前記箱状体（Ｂ）の内面とに接
   続される隔壁体（１４）と、他方の積層状態のセル保持
   部材（５）夫々の端面にて形成される壁面（５Ｓ）と前
   記箱状体（Ｂ）の内面とに接続される隔壁体（１４）と
   が設けられることにより、前記箱状体（Ｂ）の内部が二
   つに区画され、区画部分の夫々が前記セル間流路（ｙ）
   夫々に連通するセル間流路用ガス通路（Ｙ１），（Ｙ
   ２）として使用される請求項１記載の燃料電池。
8. 【請求項８】 前記セル（Ｃ）の複数が、夫々の両側の
   前記開口端縁夫々を両側の前記セル保持部材（５）夫々
   の前記切り込み部（５１）に入れた状態で積層状態に並
   置されて、前記セル集積体（ＮＣ）が形成され、 前記セル集積体（ＮＣ）が、箱状体（Ｂ）の内部に設け
   られ、 両側の前記セル保持部材（５）のうちの一方に、前記セ
   ル間流路（ｙ）と前記孔（５２）とを連通する接続通路
   （５５）が形成され、 その接続通路（５５）が形成された方の前記セル保持部
   材（５）の前記孔（５２）夫々が前記積層方向に一連に
   連なった通路を、前記セル内流路用ガス通路（Ｘ２）及
   びセル間流路用ガス通路（Ｙ２）として共用するように
   構成されている請求項１記載の燃料電池。
9. 【請求項９】 前記セル保持部材（５）における一対の
   当て付け面（５３）の少なくとも一方が、前記積層方向
   視において、前記開口端縁から離間するほど他方の前記
   当て付け面（５３）に近接する傾斜状に形成され、 前記閉塞端面に、前記傾斜状の当て付け面（５３）に密
   着させることが可能な傾斜部（Ｃｓ）が形成されている
   請求項１、２、３、４、５、６、７、又は８記載の燃料
   電池。
10. 【請求項１０】 前記積層方向が、縦方向である請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、又は９記載の燃料電
    池。
11. 【請求項１１】 前記積層方向が、横方向である請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、又は９記載の燃料電
    池。