JP5039260B2 - 燃料電池及び燃料電池システム - Google Patents
燃料電池及び燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5039260B2 JP5039260B2 JP2001174871A JP2001174871A JP5039260B2 JP 5039260 B2 JP5039260 B2 JP 5039260B2 JP 2001174871 A JP2001174871 A JP 2001174871A JP 2001174871 A JP2001174871 A JP 2001174871A JP 5039260 B2 JP5039260 B2 JP 5039260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- fuel cell
- fuel
- gas
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池に関する構成の一例を図１６に示す。この図は、円筒型固体電解質燃料電池の概略構成図である。
【０００３】
図１6を参照して、燃料電池は、ガス供給部であるヘッダ１１０と、発電部であるセルチューブ１１１とを具備する。ヘッダ１１０は、仕切板１１０ａ、底板１１０ｂ、供給室１１０ｃ、排出室１１０ｄを有する。また、セルチューブは、燃料注入管１１２を有する。
【０００４】
ヘッダ１１０の内部は、仕切板１１０ａにより上下方向に区分けされ、上方が供給室１１０ｃ、下方が排出室１１０ｄとして構成されている。ヘッダ１１０の底板１１０ｂには、セルチューブ１１１の上端部（一端部）が上記排出室１１０ｄとガスの出入りが出来るように連結され、支持されている。セルチューブ１１１の下端部（他端部）は、閉塞されている。セルチューブ１１１の内部には、燃料注入管１１２が、同軸をなして挿入されている。燃料注入管１１２は、その一端部（上端部）が、上記供給室１１０ｃとガスの出入りが出来るように、上記仕切板１１０ａに連結され、支持されている。このようなセルチューブ１１１及び燃料注入管１１２は、複数本存在し、ヘッダ１１０に連結され、支持されている。ここで、セルチューブ１１１は、多孔質の基体管の外周面に燃料電池薄膜を形成された燃焼電池を構成する円筒型セルチューブである。
【０００５】
一方、図１５を参照して、セルチューブ１１１の集電に関する概略構成図である。セルチューブ１１１の上端部（一端部）及び下端部（他端部）を除く中間部の外周部には、燃料電池セルの薄膜が形成されている（図示せず）。セルチューブ１１１の下端部には、シールキャップ１１４が取付けられ、セルチューブ１１１が閉塞されている。そして、燃料注入管１１２の上端部（一端部）から燃料ガスが供給され、燃料注入管１１２の下端部（他端部）から出て、シールキャップ１１４で折り返し、燃料注入管１１２の外部であってセルチューブ１１１の内部に流れる。その燃料ガスと、セルチューブ１１１の外側を流れる酸化剤ガスとから、燃料電池セル（図示せず）において発電が行なわれる。
【０００６】
燃料電池セルで発電された電力の集電は以下のようになる。
最上部にある燃料電池セルからリード線の役割を果たすリード膜１１５が、外周部において、上端部（一端部）へ向けて延び、上端部で内周部側へ折り返している。そして、円筒状の集電接合部１１６の外周部と、セルチューブ１１１の上端部（一端部）の内周部とが接している。更に、集電接合部１１６の内周部と円筒状の集電キャップ１１３の外周部とが接している。そして、集電キャップ１１３が、外部のリード線に接続され、そこから発電された電力が集電されている。集電においては、接触抵抗が低いこと、熱的な安定性（構造的、電気的）が高いこと、などが必要である。従って、燃料電池の形状に合わせた、適切な集電構造が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、接触抵抗を低くすることが可能な燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【０００８】
また、別の目的としては、熱的な安定性（構造的、電気的）を高くすることが可能な燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【０００９】
また、別の目的としては、燃料電池における集電端子の接続及び取り外しが容易である燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【００１０】
更に別の目的は、燃料電池の接続及び取り外しが容易である燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図１，１１）を含み、筒型の基体管（図１，２１）上に形成された燃料電池セル部（図１，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図１，１１）の１つに接続され、前記基体管（図１，２１）上の端部に形成されたリード膜（図１，２２）と、前記リード膜（図１，２２）に接続される集電部（図１／２，２０ａ）とを具備する。また、前記集電部（図１／２，２０ａ）は、ドーナッツ形状の上板部（図１，３１ａ−３）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の外周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第１伸展部（図１，３１ａ−１）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の内周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第２伸展部（図１，３１ａ−２）と、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側の面上に設けられた第１導電性弾性部（図１，３３）と、前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）の前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）側の面上に設けられた第２弾性部（図１，３４）と、前記第１導電性弾性部（図１，３３）に接続され、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側と反対の面上を上方に向かって延びるリード線（図１，３２）とを具備する。そして、前記上板部（図１，３１ａ−３）が前記基体管（図１，２１）の前記端部に被せられるとき、前記第１導電性弾性部（図１，３３）が前記リード線（図１，３２）と前記リード膜（図１，２２）に電気的かつ機械的に接続され、かつ前記第２弾性部（図１，３４）が前記基体管（図１，２１）の内側面に機械的に接続される。
【００１３】
また、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図３，１１）を含み、筒型の基体管（図３，２１）上に形成された燃料電池セル部（図３，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図３，１１）の１つに接続され、前記基体管（図３，２１）上の端部に形成されたリード膜（図３，２２）と、前記リード膜（図３，２２）に接続される集電部（図２／３，２０ａ）とを具備する。また、前記集電部（図２／３，２０ａ）は、ドーナッツ形状の中板部（図３，３１ｂ−３）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の外周から前記基体管（図３，２１）方向に延びる第１伸展部（図３，３１ｂ−１）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の内周から前記基体管（図３，２１）方向と反対の方向に延びる第２伸展部（図３，３１ｂ−２）と、前記第１伸展部（図３，３１ｂ−１）の前記内周側の面上に設けられた導電性弾性部（図３，３３）とを具備する。そして、前記中板部（図３，３１ｂ−３）が前記基体管（図３，２１）の前記端部に被せられるとき、前記導電性弾性部（図３，３３）が前記リード膜（図３，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００１４】
更に、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図６／７，１１）を含み、筒型の基体管（図６／７，２１）上に形成された燃料電池セル部（図６／７，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図６／７，１１）の１つに接続され、前記基体管（図６／７，２１）上の端部に形成されたリード膜（図６／７，２２）と、前記リード膜（図６／７，２２）に接続される金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）とを具備する。また、前記金属コネクタ（図６／８，３０ｂ）は、円筒形状の接続部（図６／７，３０ｂ−４）と、前記接続部（図６／７，３０ｂ−４）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から、直径が基体管（図６／７，２１）の外径よりも大きくなるように前記基体管（図６／７，２１）の側に斜めに広がるように延びる斜口部（図６／７，３０ｂ−２）と、前記斜口部（図６／７，３０ｂ−２）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から前記基体管（図６／７，２１）方向に延びる筒部（図６／７，３０ｂ−３）と、前記筒部（図６／７，３０ｂ−３）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から基体管（図６／７，２１）方向と逆方向へと湾曲し、前記湾曲した先端が基体管（図６／７，２１）方向と逆方向で、基体管（図６／７，２１）と平行か又は基体管（図６／７，２１）から離れる方向である押え部（図６／７，３０ｂ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）が前記基体管（図６／７，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図６／７，３０ｂ−１）が前記リード膜（図６／７，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００１５】
更に、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図８／９，１１）を含み、筒型の基体管（図８／９，２１）上に形成された燃料電池セル部（図８／９，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図８／９，１１）の１つに接続され、前記基体管（図８／９，２１）上の端部に形成されたリード膜（図８／９，２２）と、前記リード膜（図８／９，２２）に接続される金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）とを具備する。また、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）は、平らなリング状の接続部（図８／９，３０ｃ−３）と、前記接続部（図８／９，３０ｃ−３）の内周部から前記基体管（図８／９，２１）方向に延びる円筒型の筒部（図８／９，３０ｃ−２）と、前記筒部（図８／９，３０ｃ−２）の前記基体管（図８／９，２１）側の端から前記基体管（図８／９，２１）方向に外側に弓なりに膨らみ、前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも直径が大きくなった後、膨らんだ先がすぼまり、前記すぼまりの先端の直径が前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも小さい押え部（図８／９，３０ｃ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）が前記基体管（図８／９，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図８／９，３０ｃ−１）が前記リード膜（図８／９，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図２，８／９／４）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図２，１）を供給する第１供給室（図２，８）であり、第二番目の室は、前記第１ガス（図２，１）を排出する排出室（図２，９）であり、第三番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図２，２）供給する第２供給室（図２，４）であり、内管（図２，１２）と外管（図２，３）の二重管構造を有し、前記外管（図２，３）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図２，３／１２）とを具備する。ここで、前記燃料電池セル管（図２，３／１２）の前記外管（図２，３）の一端部である第１端部（図２，２０ａ）は、オネジ構造の第１金属コネクタ（図１０／１１，３０ａ）を有する。また、前記排出室（図２，９）と前記第２供給室（図２，４）とを仕切る仕切板（図２，７）は、前記第２供給室（図２，４）と反対の側へ延びるメネジ構造を有するソケット（図１０，３６−１；図２、７が図１０、３６−１／２に相当）を有する。そして、前記第１端部（図２，２０ａ）が、前記仕切板（図２，７）において前記排出室（図２，９）に開放され、前記第１金属コネクタ（図１０／１１，３０ａ）と前記ソケット（図１０，３６−１）とで接合され、前記外管（図２，３）の他端部である第２端部は、前記第２供給室（図２，４）内へ延び、閉塞している。一方、前記燃料電池セル管（図２，３／１２）の前記内管（図２，１２）の一端部である第３端部は、前記第１供給室（図２，８）に開放されて接合され、前記内管（図２，１２）の他端部である第４端部は、前記第２端部近傍にまで延びる。
【００１７】
また、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図４，３８／４１／３９）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図４，１）を供給する第１供給室（図４，３８）であり、第二番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図４，２）を供給する第２供給室（図４，４１）であり、第三番目の室は、前記第１ガス（図４，１）を排出する排出室（図４，３９）であり、基体管（図１０／１１，２１）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図４，３）とを具備する。ここで、前記燃料電池セル管（図４，３）の一端部である第１端部（図４，２０ｂ）は、オネジ構造の第１金属コネクタ（図１０／１１，３０ａ）を有する。また、前記第１供給室（図４，３８）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第１仕切板（図４，３６）は、前記第２供給室（図４，４１）と反対の側へ延びるメネジ構造を有する第１ソケット（図１０，３６−１）を有する。そして、前記第１端部（図４，３）が、前記第１仕切板（図４，３６）において前記第１供給室（図４，３８）に開放され、前記第１金属コネクタ（図１０，３０ａ）と前記第１ソケット（図１０，３６−１）とで接合されている。一方、前記燃料電池セル管（図４，３）の他端部である第２端部は、前記排出室（図４，３９）に開放されて接合される。
【００１８】
また、本発明の燃料電池システムは、前記第２端部は、オネジ構造の第２金属コネクタ（図１０／１２，３０ａ）を有する。また、前記排出室（図４，３９）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第２仕切板（図４，３７）は、前記第２供給室（図４，４１）と反対の側へ延びるメネジ構造を有する第２ソケット（図１０，３６−１）を有する。そして、前記燃料電池セル管（図４，３）が、前記第２仕切板（図４，３７）において前記第２供給室（図４，４１）に開放され、前記第２金属コネクタ（図１０／１２，３０ａ）と前記第２ソケット（図１０，３６−１）とで接合される。
【００１９】
また、本発明の燃料電池システムは、前記燃料電池セル管（図２，３／１２；図４，３）が、前記複数の燃料電池セルの１つに接続され、前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）に形成されたリード膜（図１０／１１／１２，２２）とを含んでいる。また、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）が、円筒である接続部（図１１／１２，３０ａ−４）と、前記接続部（図１１／１２，３０ａ−４）の一端部から前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）方向に延びたオネジ構造を有する円筒であるネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）と、前記ネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）の一端部から概ね前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）方向に、前記燃料電池セル管の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部（図１１／１２，３０ａ−１）と、前記押え部（図１１／１２，３０ａ−１）の一端部から概ね前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）方向に、前記燃料電池セル管（図２，３／１２；図４，３）の外周面に沿って延びた円筒であるカバー部（図１１／１２，３０ａ−３）とを含んでいる。そして、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）が前記燃料電池セル管（図２，３／１２；図４，３）の前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）に被せられるとき、前記押え部（図１１／１２，３０ａ−１）が前記リード膜（図１０／１１／１２，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００２０】
更に、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図２，８／９／４）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図２，１）を供給する第１供給室（図２，８）であり、第二番目の室は、前記第１ガス（図２，１）を排出する排出室（図２，９）であり、第三番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図２，２）を供給する第２供給室（図２，４）であり、内管（図２，１２）と外管（図２，３）の二重管構造を有し、前記外管（図２，３）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図２，３／１２）とを具備する。ここで、前記排出室（図２，９）と前記第２供給室（図２，４）とを仕切る仕切板（図２，７）は、前記第２供給室（図２，４）の側へ延びる取付部（図１３，３６−３）を有する。また、前記外管（図２，３）の一端部である第１端部は、前記仕切板（図２，７）において前記排出室（図２，９）に開放され、前記取付部（図１３，３６−３）で接合されている。そして、前記外管（図２，３）の他端部である第２端部は、前記第２供給室（図２，４）内へ延び、閉塞している。一方、前記燃料電池セル管の前記内管（図２，１２）の一端部である第３端部は、前記第１供給室（図２，８）に開放されて接合され、前記内管（図２，１２）の他端部である第４端部は、前記第２端部近傍にまで延びる。
【００２１】
更に、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図４，３８／４１／３９）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図４，１）を供給する第１供給室（図４，３８）であり、第二番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図４，２）を供給する第２供給室（図４，４１）であり、第三番目の室は、前記第１ガス（図４，１）を排出する排出室（図４，３９）であり、基体管（図１３，２１）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図４，３）とを具備する。ここで、前記第１供給室（図４，３８）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第１仕切板（図４，３６）は、前記第２供給室（図４，４１）の側へ延びる第１取付部（図１３，３６−３）を有する。また、前記燃料電池セル管（図４，３）の一端部である第１端部は、前記第１仕切板（図４，３６）において前記第１供給室（図４，８）に開放され、前記第１取付部（図１３，３６−３）で接合されている。そして、前記燃料電池セル管（図４，３）の他端部である第２端部は、前記排出室（図４，３９）に開放されて接合される。
【００２２】
更に、本発明の燃料電池システムは、前記排出室（図４，３９）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第２仕切板（図４，３７）は、前記第２供給室（図４，４１）の側へ延びる第２取付部（図４，３７−３）を有している。そして、前記燃料電池セル管（図４，３）が、前記第２仕切板（図４，３７）において前記排出室（図４，３９）に開放され、前記第２取付部（図４，３７−３）で接合される。
【００２３】
上記課題を解決するための本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図１，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図１，２１）と、前記基体管（図１，２１）の前記端部において前記リード膜（図１，２２）に接続される集電部（図２，２０ａ）とを具備する。ここで、前記集電部（図２，２０ａ）は、ドーナッツ形状の上板部（図１，３１ａ−３）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の外周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第１伸展部（図１，３１ａ−１）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の内周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第２伸展部（図１，３１ａ−２）と、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側の面上に設けられた第１導電性弾性部（図１，３３）と、前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）の前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）側の面上に設けられた第２弾性部（図１，３４）と、前記第１導電性弾性部（図１，３３）に接続され、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側と反対の面上を上方に向かって延びるリード線（図１，３２）とを具備する。そして、前記上板部（図１，３１ａ−３）が前記基体管（図１，２１）の前記端部に被せられるとき、前記第１導電性弾性部（図１，３３）が前記リード線（図１，３２）と前記リード膜（図１，２２）に電気的かつ機械的に接続された電気的接合構造を有し、かつ前記第２弾性部（図１，３４）が前記基体管（図１，２１）の内側面に機械的に接続される。
【００２４】
また、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図３，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図３，２１）と、前記基体管（図３，２１）の前記端部において前記リード膜（図３，２２）に接続される集電部（図２，２０ａ）とを具備する。ここで、前記集電部（図２，２０ａ）は、ドーナッツ形状の中板部（図３，３１ｂ−３）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の外周から前記基体管（図３，２１）方向に延びる第１伸展部（図３，３１ｂ−１）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の内周から前記基体管（図３，２１）方向と反対の方向に延びる第２伸展部（図３，３１ｂ−２）と、前記第１伸展部（図３，３１ｂ−１）の前記内周側の面上に設けられた導電性弾性部（図３，３３）とを具備する。そして、前記中板部（図３，３１ｂ−３）が前記基体管（図３，２１）の前記端部に被せられるとき、前記導電性弾性部（図３，３３）が前記リード膜（図３，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２５】
更に、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図６／７，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図６／７，２１）と、前記基体管（図６／７，２１）の前記端部において前記リード膜（図６／７，２２）に接続される金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）とを具備する。ここで、前記金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）は、円筒形状の接続部（図６／８，３０ｂ−４）と、前記接続部（図６／７，３０ｂ−４）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から、直径が基体管（図６／７，２１）の外径よりも大きくなるように前記基体管（図６／７，２１）の側に斜めに広がるように延びる斜口部（図６／７，３０ｂ−２）と、前記斜口部（図６／７，３０ｂ−２）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から前記基体管（図６／７，２１）方向に延びる筒部（図６／７，３０ｂ−３）と、前記筒部（図６／７，３０ｂ−３）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から前記基体管（図６／７，２１）方向と逆方向へと湾曲し、前記湾曲した先端が前記基体管（図６／７，２１）方向と逆方向で、前記基体管（図６／７，２１）と平行か又は前記基体管（図６／７，２１）から離れる方向である押え部（図６／７，３０ｂ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）が前記基体管（図６／７，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図６／７，３０ｂ−１）が前記リード膜（図６／７，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２６】
更に、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図８／９，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図８／９，２１）と、前記基体管（図８／９，２１）の前記端部において前記リード膜（図８／９，２２）に接続される金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）とを具備する。ここで、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）は、平らなリング状の接続部（図８／９，３０ｃ−３）と、前記接続部（図８／９，３０ｃ−３）の内周部から前記基体管（図８／９，２１）方向に延びる円筒型の筒部（図８／９，３０ｃ−２）と、前記筒部（図８／９，３０ｃ−２）の前記基体管（図８／９，２１）側の端から前記基体管（図８／９，２１）方向に外側に弓なりに膨らみ、前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも直径が大きくなった後、膨らんだ先がすぼまり、前記すぼまりの先端の直径が前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも小さい押え部（図８／９，３０ｃ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）が前記基体管（図８／９，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図８／９，３０ｃ−１）が前記リード膜（図８／９，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２７】
更に、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図１０／１１／１２，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図１０／１２／１３，２１）と、前記基体管（図１０／１１／１２，２１）の前記端部において前記リード膜（図１０／１１／１２，２２）に接続される前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）とを具備する。ここで、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）は、円筒である接続部（図１１／１２，３０ａ−４）と、前記接続部（図１１／１２，３０ａ−４）の一端部から前記基体管（図１０／１１／１２，２１）方向に延びたオネジ構造を有する円筒であるネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）と、前記ネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）の一端部から概ね前記基体管（図１０／１１／１２，２１）方向に、基前記体管（図１０／１１／１２，２１）の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部（図１１／１２，３０ａ−１）と、前記押え部（図１１／１２，３０ａ−１）の一端側から概ね前記基体管（図１０／１１／１２，２１）の外周面に沿って延びた円筒であるカバー部（図１１／１２，３０ａ−３）とを含む。そして、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）が前記基体管（図１０／１１／１２，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図１０／１１／１２，３０ａ−１）が前記リード膜（図１０／１１／１２，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
本実施例において、筒型のうち円筒型の燃料電池の電気的接合部（集電部）の設置に関して例を示して説明するが、他の筒型構造を有する燃料電池にも適用が可能である。更に、燃料電池に限らずセラミックスと金属の電気的接合においても適用可能である。なお、各実施の形態において同一又は相当部分には同一の符号を付して説明する。
【００２９】
（実施例１）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図２は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態に関わる燃料電池の概略図（断面図）である。燃料電池セル管としてのセルチューブ３、第二供給室としての酸化剤供給室４、管板Ａ６と管板Ｂ７とガス供給口８−１を有する第一供給室としての供給室８とガス排出口９−１を有する排出室９とを有するヘッダ５、断熱材１０、燃料注入管１２、集電部Ａ２０ａからなる。なお、図２の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【００３０】
ガス供給口８−１から供給室８に供給された燃料ガス１が、燃料注入管１２へ、その一端部（上端部）から入り、その他端部（下端部）＝セルチューブ３の他端部（下端部）に達する。そして、燃料ガスは、燃料注入管１２の外側でセルチューブ３の内側を、セルチューブ３の一端部（上端部）に向かって流れる。その途中で、セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セルに供給される。酸化剤ガスは、酸化剤供給室４にてセルチューブ３の外側に供給され、燃料電池セルに供給される。そして、両ガスと燃料電池セルとにより発電がなされる。
【００３１】
また、図１は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態を示す構成図（断面図）である。管板Ｂ７、断熱材１０、シールキャップ１３、押えリングＢ１６、集電接合部１９、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とを有する燃料電池セル１１、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電キャップ３１である集電キャップＡ３１ａとリード線３２と導電性弾性部３３と弾性部３４とを有する集電部Ａ２０ａ、端部リード膜３５からなる。
【００３２】
従来の技術（図１５）では、基体管２１の一端部（上端部）の内周部において、リード膜１１５と集電接合部１１６と集電キャップ１１３との接合により、電流を集電していた。本発明においては、図１に示す様に、内周部には集電キャップＡ３１ａを保持するための導電性弾性部３３及び弾性部３４を入れたこと、集電自体は外周部において導電性弾性部３３及びリード線３２を設けて行なうようにし、更に接合の確実性を向上させたことが、従来の技術と大きく異なる点である。接合特性を向上させることにより、抵抗ロスや不要な発熱を防止することができ、安定的な接合を維持することが可能となる。また、セルチューブ３に関しては、従来引張荷重であった接合部が圧縮荷重になるので、セルチューブ３が破損し難くなる（集電キャップは破損したとしても低コストの損失で済む）。
【００３３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図２を参照して、まず燃料電池全体ついて説明する。
燃料電池セル管の外管としてのセルチューブ３は、多孔質セラミックスの基体管の外周面に燃料電池セルを形成された、燃焼電池の発電部を構成する円筒型の管である。セルチューブ３は、第１端部としての一端部を排出室９（後述）の管板Ｂ７（後述）に開放されて接合され、支持されている。また、第２端部としての他端部は、閉塞され、酸化剤供給室４へ延びている。セルチューブ３の内部には、燃料注入管１２を有している。
基体管の長手方向の一定の間隔で、外周面上に燃料極、電解質、空気極が順に積層され、燃料電池セル１１を形成している（後述）。燃料ガス１が、燃料注入管１２（後述）によりセルチューブ３の下端部（他端部）よりセルチューブ３内部の燃料電池セル１１（後述）へ供給される。そして、基体管２１（後述）の厚み方向に孔中を拡散し燃料極に達し、セルチューブ３の外側を流れる酸化剤ガス２と共に発電に寄与する。発電された電力は、集電部Ａ２０ａ及び集電接合部１９（後述）から集電される。
なお、外管としてのセルチューブ３と、内管としての燃料注入管１２（後述）とを合わせて、燃料電池セル管ともいう。
【００３４】
第２供給室としての酸化剤供給室４は、ヘッダ５の下方（一方）の側に隣接し、ヘッダ５の燃料ガスと、酸化剤供給室４の酸化剤ガス２が混合しないように隔離されている。そして、セルチューブ３の大部分を含んでおり、セルチューブ３に酸化剤ガス２を供給する室である。
【００３５】
次に、ガス供給口８−１を有する第一供給室としての供給室８と、ガス排出口９−１を有する排出室９と、管板Ａ６と、管板Ｂ７とを有するヘッダ５について説明する。
第１供給室としての供給室８は、燃料注入管１２（後述）の上端部（一端部）の上部にあり、中空の直方体又は円柱状の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の供給を受けるためのガス供給口８−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。底面は管板Ａ６（後述）であり、燃料注入管１２が取付けられている。燃料注入管１２は、供給室８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ａ６と連結し、開放されて接合している。供給室８は、複数存在する各セルチューブ３へ、均等に燃料ガス１を供給する。それと共に、各セルチューブ３の支持も行なう、金属製の室である。
【００３６】
排出室９は、セルチューブ３の上端部（一端部）の上部にあり、中空の直方体又は円柱状の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の排出を行なうためのガス排出口９−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。上部の天板は管板Ａ６（後述）であり、供給室８がある。燃料注入管１２が取付けられている。また、底面は管板Ｂ７（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。セルチューブ３は、セルチューブ３から排出される使用済み燃料ガス１を収集可能なように管板Ｂ７と連結し、開放されて接合している。それと共に、セルの支持も行なう、金属製の室である。
【００３７】
管板Ａ６は、供給室８の底面の板であり、排出室９の天板であり、供給室８と排出室９とを仕切っている。燃料注入管１２を接続するための孔が（燃料注入管１２の数だけ）開口している。燃料注入管１２と、燃料注入管１２の上端部（一端部）でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。そして、１本又は複数の燃料注入管１２を強固に支持している、金属製の板である。
【００３８】
管板Ｂ７は、排出室９の底面の板であり、セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。排出室９と酸化剤供給室４とを仕切る仕切板である。また、セルチューブ３とセルチューブ３の上端部（一端部）でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。そして、１本又は複数のセルチューブ３を支持している、金属製の板である。なお、高温側（セルチューブ３側）に、断熱材１０（後述）が取付けられ、金属の耐高温性を上げている。
【００３９】
次に、断熱材１０は、管板Ｂ７の排出室９の外側である下端部（一端部）に取付けられた断熱材である。セルチューブ３の発電に伴う発熱（約９００℃）の熱を遮断し、管板Ｂ７及びセルチューブ３と管板Ｂ７との接合部を熱的に保護する。材料としては、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、石英ガラスウールなどである。
【００４０】
燃料電池セル管の内管としての燃料注入管１２は、その第３端部としての上端部（一端部）で、供給室８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ａ６と連結し、開放されて接合している。そして、第４端部としての下端部（他端部）は、セルチューブ３の内部の下端部（他端部、閉塞している）付近において、そこに接することなく、開放されている。
供給室に入った燃料ガス１は、燃料注入管１２の上端部（一端部）に入り、その下端部（他端部＝セルチューブ３の下端部（他端部））に達し、そこから出て、セルチューブ３の内部であって燃料注入管１２の外部を、セルチューブ３の上端部（一端部）へ向けて移動する。ガスは、その移動の間に、セルチューブ３の側面を、その外側に向けて拡散し、チューブ外側に設けられた燃料電池セル１１に達する。そして、そこにおいて行なわれる発電に寄与する。
【００４１】
集電部Ａ２０ａは、燃料電池セル１１（後述）で発電された電力を取り出すための集電用端子である。詳細は後述する。
【００４２】
なお、第一ガスとしての燃料ガス１は、水素、メタン等の燃料ガス１と水蒸気との混合ガスである。
また、第二ガスとしての酸化剤ガスは、酸素、空気、あるいはそれらを含む混合ガスである。
【００４３】
次に、図１を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ａ２０ａについて説明する。図中、図２に示す燃料注入管１２及びセルチューブ３から電力を引き出す電線については、省略している。
【００４４】
押えリングＢ１６は、セルチューブ３を管板Ｂ７に取り付ける際、管板Ｂ７の孔とセルチューブ３との間の隙間を埋め、セルチューブ３を管板Ｂ７に強固に支持させるための環状の部材である。それと同時に、排出室９の使用済みの燃料ガス１と酸化剤供給室４の酸化剤ガスとの間をガスシールするためのシール部材でもある。ステンレスなどの金属、又は、アルミナやジルコニア、マグネシアスピネルのようなセラミックス製である。
【００４５】
基体管２１は、燃料電池セル管の外管としてのセルチューブ３の燃料電池セル１１や、集電部Ａ２０ａ、端部リード膜３５などが形成される前の基板となる基体管である。セラミックス製の多孔質である筒型の管である。内部を流れる燃料ガスが、側面（壁面）を径方向に拡散し、基体管２１の外周部に形成された燃料電池セル１１に達することが可能である。
【００４６】
シールキャップ１３は、円柱状の蓋であり、円柱部とその円柱部の外周からセルチューブ３方向へ延びる円筒部とから成る。セルチューブ３の下端部（他端部）を閉塞させ、内部の燃料ガス１が外部の酸化剤供給室４へリークしないようにする。あるいは逆に、酸化剤供給室４の酸化剤ガス２が、セルチューブ３の内部へリークしないようにする。
【００４７】
集電接合部１９は、複数の燃料電池セル１１により発電された電力の他方の引き出し電極部である。ステンレスなどの金属や、金属でコーティングしたセラミックスなどを使用した円筒状である。セルチューブ３の他端部（下端部）の内周部分において、燃料電池セル１１のセルチューブ３の他端部（下端部）の一番下側のセルから延びる端部リード膜３５と集電接合部１９の外周部とが接続している。ここから、図示しない取出し電線（外部へ電力を引き出すための電線）に接続している。
【００４８】
端部リード膜３５は、リード線の役割を果たす膜である。外周部において、燃料電池セル１１のセルチューブ３の他端部（下端部）の一番下側のセルから延び、他端部（下端部）で内周部側に折り返している。折り返したセルチューブ３の他端部（下端部）の内周部側で集電接合部１９と接続している。
【００４９】
燃料電池セル１１は、セルチューブ３上の外周面に形成された燃料電池セルである。燃料極２４、電解質２５、空気極２６とから成る。一個で一つの発電可能な電池を形成している。セルチューブ３の内部の燃料ガス１が、セルチューブの壁面（側面）を外方へ拡散し、表面の電池のアノード電極（燃料極２４）に達し、一方、セルチューブ３の外部の酸化剤ガス２が、電池表面のカソード電極（空気極２６）に達し、発電が行なわれる。
なお、複数の燃料電池セル１１の集まった領域（集合）を燃料電池セル部という。
【００５０】
燃料極２４は、基体管２１上に直接形成された燃料電池セル１１の燃料極（アノード）である。電解質が酸素イオン導電体の場合、電解質を経由して輸送される酸素イオンと、供給された燃料ガス１中の水素又は一酸化炭素とを結合させ、水又は二酸化炭素を生成するための触媒であり、燃料電池セル１１の電極でもある。電解質が水素イオン導電体の場合、供給された燃料ガス１中の水素をイオン化し、電解質へ供給するための触媒であり、電極でもある。
【００５１】
電解質２５は、燃料電池セル１１の電解質であり、燃料電池セルが発電するためイオン導電性を有する電解質の膜である。電解質中に、酸素イオンを輸送する酸素イオン導電体と、水素イオンを輸送する水素イオン導電体とがある。本実施例では、酸素イオン導電体である安定化ジルコニアである。
【００５２】
空気極２６は、燃料電池セル１１の空気極（カソード）である。電解質が酸素イオン導電体の場合、供給された酸化剤ガス２中の酸素をイオン化し、電解質へ供給するための触媒であり、電極でもある。電解質が水素イオン導電体の場合、電解質を経由して輸送される水素イオンと供給された酸化剤ガス２中の酸素とを結合させ、水を生成するための触媒であり、電極でもある。
【００５３】
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
【００５４】
インタコネクタ２７は、個々の燃料電池セル１１を接続するインタコネクタである。１本のセルチューブ３上においては、複数の燃料電池セル１１が直列に接続されている。インタコネクタは、その接続を行なっている導電性の膜である。インタコネクタ２７は、一方の燃料電池セル１１の燃料極２４と、隣接する他方の燃料電池セル１１の空気極２６とを接続する。電解質にかかっている部分が合っても良い。
【００５５】
保護膜２８は、インタコネクタ２７を保護する（特に高温酸化雰囲気から保護する）ための膜である。インタコネクタ２７全体を覆うように形成されている。材質は、金属の酸化物系の皮膜やセラミックスの膜である。
【００５６】
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を集電部Ａ２０ａへ引き出すためのリード線の役割をする膜である。この図上のリード膜２２には、後述の燃料電池セル１１から集電部の手前まである気密膜２３が積層されている。基体管２１の外周部の燃料電池セル１１のうち、最も一端部（上端部）寄りのものの空気極２６と接続している。そして、リード膜２２は、その空気極２６から基体管２１の外周部をその一端部（上端部）まで延び、更に引き続いて、基体管２１の内周部まで連続的に延びている。ただし、内周部については、集電部Ａ２０ａの範囲までである。周方向の幅は、発電する電力の大きさとそのリード膜２２の厚みにより、その抵抗が引き出し線として十分低くなるように決定する。基体管全面であっても、ある特定の幅であってもよい。
【００５７】
気密膜２３は、リード膜２２及び端部リード膜３５を保護する（特に高温酸化雰囲気から保護する）ための膜である。基体管２１の一端部（上端部）では、空気極２６から基体管２１の一端部（上端部）まで延びたリード膜２２全体を覆うように形成されている。ただし、集電部Ａ２０ａのリード膜２２部分には、形成されていない。また、基体管２１の他端部（下端部）では、燃料極２４から基体管２１の他端部（下端部）まで延びた端部リード膜３５全体を覆うように形成されている。ただし、シールキャップ１３の端部リード膜３５部分には、形成されていない。材質は、金属の酸化物系の皮膜やセラミックスの膜である。
【００５８】
集電部Ａ２０ａは、複数の燃料電池セル１１により発電された電力の一方の引き出し電極部である。燃料電池セル１１から延びるリード膜２２と接続し、一方で外部からの引き出し線とも接続し、両者の橋渡しをする。本実施例の集電部Ａ２０ａは、集電キャップＡ３１ａ（キャップ外周部３１ａ−１、キャップ内周部３１ａ−２、上板部３１ａ−３、キャップ端子部３１ａ−４）、リード線３２、導電性弾性部３３、弾性部３４の部分をいう。以下に説明する。
【００５９】
集電キャップＡ３１ａは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。集電キャップＡ３１ａは、ドーナッツ形状の上板部３１ａ−３と、上板部３１ａ−３の外周から基体管２１方向に延びる第１伸展部としてのキャップ外周部３１ａ−１と、上板部３１ａ−３の内周から基体管２１方向に延びる第２伸展部としてのキャップ内周部３１ａ−２とを有する。また、上版部３４の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続するための凸部であるキャップ端子部３１ａ−４が、上板部３１ａ−３の面と垂直上方に延びて付属している。ステンレスなどの金属を使用している。
【００６０】
リード線３２は、複数の燃料電池セル１１の１つに接続され、基体管２１上の端部に形成されたリード膜２２と集電キャップＡ３１ａを直接繋ぐリード線の役割を果たす部材である。金属線や、金属箔などを用いる。リード膜２２側の接続部分は、リード膜２２と金属ペーストなどで接続されている。そしてそれに加えて、導電性弾性部３３によりリード膜２２に強く押し付けられている。集電キャップＡ３１ａ側の接続部分は、集電キャップＡ３１ａの適当な部分（図では、上板部３１ａ−３の上部）に金属ペーストや導電性接着剤、ネジ等で接続されている。
【００６１】
第１導電性弾性部としての導電性弾性部３３は、キャップ外周部３１ａ−１のキャップ内周部３１ａ−２側の面上に設けられている。そして、集電キャップＡ３１ａと基体管２１との接合がずれないように保持し、かつ、リード線３２とリード膜２２との電気的接触を強固にするための部材である。また、リード膜２２とリード線３２と導電性弾性部３３と集電キャップＡ３１ａとの電気的接触を強固にするための部材でも有る。基体管２１の一端部（上端部）の外周部（リード膜２２あり）と、集電キャップＡ３１ａのキャップ外周部３１ａ−１の基体管２１側とが向い合い、その間にリード線３２と導電性弾性部３３が挟まれている。導電性弾性部３３は、筒状の構造を有している。金属（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）性のフエルトや網目構造のような弾性を有する材料及び構造である。上記の、電気的接触をより強固にする為に、金属ペースト（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）を各構成部分（リード膜２２、リード線３２、導電性弾性部３３、集電キャップＡ３１ａ）同士の接触部分へ塗布する。
【００６２】
第２弾性部としての弾性部３４は、キャップ内周部３１ａ−２のキャップ外周部３１ａ−１側の面上に設けられている。集電キャップＡ３１ａと基体管２１との接合がずれないように保持するための部材である。電気的接触を強固にする意味合いも有る。基体管２１の一端部（上端部）の内周部と、集電キャップＡ３１ａのキャップ内周部３１ａ−２の基体管２１側とが向い合い、その間に弾性部３４が挟まれ、筒状の構造を有している。金属性のフエルトや網目構造のような弾性を有する材料及び構造である。
【００６３】
上記集電部Ａ２０ａにおいては、上板部３１ａ−３が基体管２１の一端部に被せられるとき、導電性弾性部３３がリード線３２とリード膜２２に電気的かつ機械的に接続され、かつ弾性部３４が基体管２１の内側面に機械的に接続される。
【００６４】
なお、管板Ｂ７、断熱材１０、については、図２に示すものと同一であるので、その説明は省略する。
【００６５】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図２を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、各燃料注入管１２に対してばらつきの無い流量で流入する。
【００６６】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、燃料注入管１２を進み、燃料注入管１２の下端（他端）から出たところでセルチューブ３の下端部（他端部）であるシールキャップ１３にぶつかる。そして、そこからセルチューブ３内で燃料注入管１２の外側を、セルチューブ３の上端部（一端部）へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【００６７】
図１の場合、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ａ２０ａ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電接合部１９側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電子は、 −集電接合部１９−取出し電線（図示せず）−外部の負荷（図示せず）−集電キャップＡ３１ａ−リード線３２−リード膜２２−燃料電池セル１１（空気極２６−電解質２５−燃料極２４）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜３５−集電接合部１９− のように流れる。従って、電流は、その逆に流れる。
【００６８】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の上端（一端）から排出室９へ移動する。そして、ガス排出口９−１から排ガス処理部へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４より外部へ移動し、排ガス処理部へ送られる。排ガス処理部３７では、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【００６９】
以上のプロセスにおいて、集電キャップＡ３１ａは、導電性弾性部３３及び弾性部３４により、セルチューブ３上のリード膜２２と導電性弾性部３３及びリード線３２に強固に電気的かつ機械的に接合しているので、電気的に切断することなく長期間に渡り安定的に電力を取出すことが可能となる。
【００７０】
（実施例２）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図２は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態に関わる燃料電池の概略図（断面図）である。燃料電池セル管としてのセルチューブ３、第二供給室としての酸化剤供給室４、管板Ａ６と管板Ｂ７とガス供給口８−１を有する第一供給室としての供給室８とガス排出口９−１を有する排出室９とを有するヘッダ５、断熱材１０、燃料注入管１２、集電部Ａ２０ａからなる。なお、図２の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【００７１】
また、図３は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態を示す構成図（断面図）である。管板Ｂ７、断熱材１０、シールキャップ１３、押えリングＢ１６、集電接合部１９、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とを有する燃料電池セル１１、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電キャップ３１である集電キャップＢ３１ｂと導電性弾性部３３とを有する集電部Ａ２０ａ、端部リード膜３５からなる。
【００７２】
従来の技術（図１５）では、基体管２１の一端部（上端部）の内周部において、リード膜１１５と集電接合部１１６と集電キャップ１１３との接合により、電流を集電していた。本発明においては、図３に示す様に、内周部には集電キャップＢ３１ｂの部分を作らず、集電キャップＢ３１ｂの保持及び集電自体は、外周部において導電性弾性部３３を設けて行なうようにし、更に接合の確実性を向上させたことが、従来の技術と大きく異なる点である。接合特性を向上させることにより、抵抗ロスや不要な発熱を防止することができ、安定的な接合を維持することが可能となる。また、セルチューブ３に関しては従来引張荷重であった接合部が圧縮荷重になるので、セルチューブ３が破損し難くなる（集電キャップは破損したとしても低コストの損失で済む）。
【００７３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図２に関わる各構成については、実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００７４】
次に、図３を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ａ２０ａについて説明する。図中、図２に示す燃料注入管１２及びセルチューブ３から電力を引き出す線については、省略している。
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を外部に引き出すための引き出し線の役割をする膜である。基体管２１の外周部の燃料電池セル１１のうち、最も一端部（上端部）寄りのものの空気極２６（後述）と接続している。そして、リード膜２２は、その空気極２６から基体管２１の外周部をその一端部（上端部）まで延びている。周方向の幅は、発電する電力の大きさとその厚みにより、その部分の抵抗が引き出し線として十分低くなるように決定する。発電基体管全面であっても、ある特定の幅であってもよい。
【００７５】
基体管２１、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８は、実施例１で説明したものと同様であるので、その説明は省略する。なお、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
【００７６】
本実施例の集電部Ａ２０ａは、集電キャップＢ３１ｂ（キャップ外周部３１ｂ−１、キャップ内周部３１ｂ−２、中板部３１ｂ−３）、導電性弾性部３３の部分をいう。
【００７７】
集電キャップＢ３１ｂは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。集電キャップＢ３１ｂは、ドーナッツ形状の中板部３１ｂ−３と、中板部３１ｂ−３の外周から基体管２１方向に延びる第１伸展部としてのキャップ外周部３１ｂ−１と、中板部３１ｂ−３の内周から基体管２１と反対方向に延びる第２伸展部としてのキャップ内周部３１ｂ−２とを有する。また、キャップ内周部３１ｂ−２は、外部と接続する配線を接続するための凸部である。集電キャップＢ３１ｂは、ステンレスなどの金属を使用している。
【００７８】
導電性弾性部３３は、キャップ外周部３１ｂ−１のキャップ内周部３１ｂ−２側の面上に設けられている。集電キャップＢ３１ｂと基体管２１との接合がずれないように保持し、かつ、リード膜２２と導電性弾性部３３と集電キャップＢ３１ｂとの電気的接触を強固にするための部材でも有る。基体管２１の一端部（上端部）の外周部（リード膜２２あり）と、集電キャップＢ３１ｂのキャップ外周部３１ｂ−１の基体管２１側とが向い合い、その間に導電性弾性部３３が挟まれている。導電性弾性部３３は、筒状の構造を有している。金属（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）性のフエルトや網目構造のような弾性を有する材料及び構造である。上記の、電気的接触をより強固にする為に、金属ペースト（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）を各構成部分（リード膜２２、導電性弾性部３３、集電キャップＢ３１ｂ）同士の接触部分へ塗布する。
【００７９】
上記集電部Ａ２０ａは、中板部３１−３が基体管２１の一端部に被せられるとき、導電性弾性部３３がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。
【００８０】
なお、管板Ｂ７、断熱材１０、シールキャップ１３、押えリングＢ１６，集電接合部１９、端部リード膜３５については、図２に示すものと同一であるので、その説明は省略する。
【００８１】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。
図２を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、各燃料注入管１２に対してばらつきの無い流量で流入する。
【００８２】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、燃料注入管１２を進み、燃料注入管１２の下端（他端）から出たところでセルチューブ３の下端部（他端部）であるシールキャップ１３にぶつかる。そして、そこからセルチューブ３内で燃料注入管１２の外側を、セルチューブ３の上端部（一端部）へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【００８３】
図３の場合、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ａ２０ａ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電接合部１９側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電子は、 −集電接合部１９−取出し電線（図示せず）−外部の負荷（図示せず）−集電キャップＢ３１ｂ−リード膜２２−燃料電池セル１１（空気極２６−電解質２５−燃料極２４）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜３５−集電接合部１９− のように流れる。従って、電流は、その逆に流れる。
【００８４】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の上端（一端）から排出室９へ移動する。そして、ガス排出口９−１から排ガス処理部へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４より外部へ移動し、排ガス処理部へ送られる。排ガス処理部３７では、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【００８５】
以上のプロセスにおいて、集電キャップＢ３１ｂは、導電性弾性部３３により、セルチューブ３上のリード膜２２と導電性弾性部３３に強固に機械的かつ電気的に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。
【００８６】
（実施例３）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、管板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【００８７】
ガス供給口３８−１から供給室３８に供給された燃料ガス１が、セルチューブ３の一端部に達する。そして、燃料ガスは、セルチューブ３の内側を他端部に向かって流れる。その途中で、セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セルに供給される。酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１にてセルチューブ３の外側に供給され、燃料電池セルに供給される。そして、両ガスと燃料電池セルとにより発電がなされる。
【００８８】
また、図５は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成に関わるセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）の構成を示す概略図（断面図）である。セルチューブ３、燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ、管板Ｃ３６、断熱材４０、セル支持部４０−１、充填材４２から成る。本図面においては、発電を行なう燃料電池セル１１同士の接合や、燃料電池セル１１と集電に関わる部分（集電部Ｂ２０ｂなど）の詳細については省略している。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図５と同様であるので、その説明は省略する。
【００８９】
セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セル１１により発電された電力は、供給室３８側の集電部Ｂ２０ｂの電極と、排出室３９側の集電部Ｃ２０ｃの電極とから外部に取出される。
【００９０】
また、図６は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態を示す構成図（断面図）である。集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について示す。管板Ｃ３６，セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＢ３０ｂからなる。
【００９１】
また、図７は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図７については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図６と同様であるので、その説明は省略する。
【００９２】
本実施例では、燃料電池が横置きとなる。すなわち、セルチューブ３は横置きであり、断熱材４０によって、２点で支持されている。そして、供給室３８側の管板Ｃ３６及び排出室３９側の管板Ｄ３７の２点でガスシールされている。すなわち、２点でセルチューブを支持しつつ、支持している断熱材とは別にシール専用の部材を導入している。燃料ガス１は、供給室３８からセルチューブ３に進入し、排出室３９へ排出されるという一方向（ワンスルー）のガスの流れである。従って、燃料注入管が不用な構造である。
更に、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＢ３０ｂが、金属のクリップのような形状となり、非常に簡便な構造となっている。従って、作製が容易で低コストである。また、部品点数が少なく信頼性がより向上する。以上の点が、従来例と異なる。
【００９３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４を参照して、まず燃料電池全体について説明する。燃料電池セル管としてのセルチューブ３は、多孔質セラミックスの基体管の外周面に燃料電池セルを形成された、燃料電池を構成する円筒型の管である。セルチューブ３は、第１端部としての一端部を供給室３８（後述）に、第２端部としての他端部を排出室３９（後述）に嵌合され、支持されている。そして、一端部が供給室３８（後述）と、他端部が排出室３９（後述）とガスの出入りが出来るように開放されている。内部に、実施例１〜実施例２にある燃料注入管を含んでいない。
基体管の長手方向の一定の幅毎に、外周面上に燃料極、電解質、空気極が順に積層され、燃料電池セルを形成している（後述）。燃料ガス１が、セルチューブ３の一端よりセルチューブ３の内部に供給され、セルチューブ３の厚み方向に孔中を拡散し燃料極に達し、セルチューブ３の外側を流れる酸化剤ガス２と共に発電に寄与する。発電された電力は、集電部Ｂ２０ｂ及び集電部Ｃ２０ｃから集電される。
【００９４】
第１供給室としての供給室３８は、セルチューブ３の一端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の供給を受けるためのガス供給口３８−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｃ３６（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。そして、管板Ｃ３６により酸化剤供給室４１（後述）と隔てられている。セルチューブ３は、供給室３８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ｃ３６と連結、接合している。複数存在する各セルチューブ３へ、均等に燃料ガス１を供給する、ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【００９５】
排出室３９は、セルチューブ３の他端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。使用済みの燃料ガス１（後述）の排出を行なうためのガス排出口３９−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｄ３７（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。そして、管板Ｄ３７により酸化剤供給室４１（後述）と隔てられている。セルチューブ３は、セルチューブ３から排出される使用済み燃料ガス１を収集可能なように管板Ｄ３７と連結、接合している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【００９６】
第２供給室としての酸化剤供給室４１は、供給室３８（の管板Ｃ３６）と排出室３９（の管板Ｄ３７）との間にあり、それらと隔離され、セルチューブ３を含んでいる。セルチューブ３に酸化剤ガス２を供給する室である。そして、内部の管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７の近傍に、断熱材４０を固定している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【００９７】
第１仕切板としての管板Ｃ３６は、供給室３８の一方の面の板であり、供給室３８と酸化剤供給室４１とを仕切る。セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。セルチューブ３と、セルチューブ３の一端部でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。接合部分は、管板Ｃ３６とセルチューブ３との隙間からガスをリークさせないために、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を吸収することが可能なように、ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板のような柔軟性のある部材を使用する。必要に応じて、ガスタイト性を確保するために、充填剤を用いて、リークを完全に抑えるようにする。
【００９８】
第２仕切板としての管板Ｄ３７は、排出室３９の一方の面の板であり、排出室３９と酸化剤供給室４１とを仕切る。セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。セルチューブ３と、セルチューブ３の他端部でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。接合部分は、管板Ｄ３７とセルチューブ３との隙間からガスをリークさせないために、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を吸収することが可能なように、ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板のような柔軟性のある部材を使用する。必要に応じて、ガスタイト性を確保するために、充填剤を用いて、リークを完全に抑えるようにする。
【００９９】
断熱材４０は、管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７の近傍であって、供給室３８及び排出室３９の外側の酸化剤供給室４１内に固定されている。そして、セルチューブ３上の両端部の燃料電池セルが無い部分において、セルチューブ３を支持している。また、セルチューブ３の発電側の熱を遮断し、管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７、あるいは、セルチューブ３と管板Ｃ３６又は管板Ｄ３７との接合部であるガスシール部分について、熱的に保護する。材料としては、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、シリカ、アルミナ、マグネシアなどを主成分とする多孔体などである。
【０１００】
集電部Ｂ２０ｂは、燃料電池セル１１（後述）で発電された電力を取り出すための集電用端子である。詳細は後述する。
また、集電部Ｃ２０ｃは、燃料電池セル１１（後述）で発電された電力を取り出すための集電用端子である。詳細は後述する。
【０１０１】
なお、第一ガスとしての燃料ガス１は、水素、メタン等の燃料ガス１と水蒸気との混合ガスである。
また、第二ガスとしての酸化剤ガスは、酸素、空気、あるいはそれらを含む混合ガスである。
【０１０２】
次に、図５を参照して、セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として金属コネクタＢ３０ｂについて説明する。なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図５と同様であるので、その説明は省略する。
図５は、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺部を示す図（断面図）である。セルチューブ３の一端側、燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ、リード膜２２、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填剤４２、からなる。
【０１０３】
集電部Ｂ２０ｂは、複数の燃料電池セル１１により発電された電力の一方の引き出し電極部である。燃料電池セル１１から延びるリード膜２２（後述）と接続し、一方で外部からの引き出し線とも接続し、両者の橋渡しをする。詳細は後述する。
【０１０４】
燃料電池セル１１は、セルチューブ３上の外周面に形成された燃料電池セルである。燃料極２４、電解質２５、空気極２６とから成る。一個で一つの発電可能な電池を形成している。セルチューブ３の内部の燃料ガス１が、セルチューブの壁面（側面）を外方へ拡散し、表面の電池のアノード電極（燃料極２４）に達し、一方、セルチューブ３の外部の酸化剤ガス２が、電池表面のカソード電極（空気極２６）に達し、発電が行なわれる。詳細は、後述する。
なお、複数の燃料電池セル１１が集まった領域（集合）を燃料電池セル部という。
【０１０５】
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を集電部Ｂ２０ｂ又は集電部Ｃ２０ｃへ引き出すためのリード線の役割をする膜である。この図上のリード膜２２には、後述の燃料電池セル１１から集電部の手前まである気密膜２３が積層されている。しかし、図上では省略している。詳細は後述する。
【０１０６】
断熱材４０がセルチューブ３を支持している個所であるセル支持部４０−１に隙間があるのは、セル支持部４０−１の直径が、セルチューブ３の直径よりもやや大きい程度（前述）であるからである。その場合、セルチューブ３の支持は、セルチューブ３から見て下側のセル支持部４０−１の面で行なう。別の支持方法として、ガラスウールや石綿のような耐熱性で変形容易な（あるいは弾性体のような性質を持つ）材料をその隙間に埋め込む、などで実施可能である。断熱材４０のその他の詳細は図８及び図９における説明の通りであるので省略する。
【０１０７】
管板Ｃ３６は、セルチューブ３を通す孔の部分が、ガスシールを行なう接合部を形成する。管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の直径を、セルチューブ３の直径より、やや小さくする。すなわち、図５で示すように管板Ｃ３６の孔部にセルチューブ３を通した時、管板Ｃ３６の孔部の内周部分が、セルチューブ３を通した方向に内側に変形し、セルチューブ３の外周部と管板Ｃ３６の孔部の内周部分が密着する程度である。セルチューブ３を通すにあたっては、深絞り加工などのプレスにより事前に通し易くしておいてもよい。
【０１０８】
管板Ｃ３６の孔部の内周部分は、セルチューブ３と密接する際、供給室３８側への湾曲に伴う管板Ｃ３６の孔部の内周部分の弾性力により密着し、ガスシール性を発揮する。それと同時に、管板Ｃ３６は、ステンレスなどの薄い金属の板を使用しているので、その弾性力により可動性、振動及び衝撃吸収性が発揮される。すなわち、管板Ｃ３６（薄い金属板）は、その伸縮自在性により、上下方向に可動である他、前後左右の横方向や、斜め上下方向にもある程度の範囲まで可動である。
管板Ｃ３６の他の部分は図４で示した管板Ｃ３６と同一であるのでその説明は省略する。
【０１０９】
充填材４２は、セルチューブ３と管板Ｃ３６の孔部とが接触する付近の隙間がある可能性がある領域に充填されるガスシール材である。その隙間を埋め、供給室３８の燃料ガス１と、供給室３８の外側の酸化剤ガス２との間をガスシールする。セルチューブ３を管板Ｃ３６に通す時、グランドパッキンを施工しておく方法や、その周辺の最高使用温度に合わせたハンダをする方法、最高使用温度がそれほど高く無い場合には樹脂などを埋め込む方法が使用できる。
【０１１０】
セルチューブ３は、図４のセルチューブ３と同一であるので説明は省略する。ただし、図中には、燃料電池部分及び電極部分の詳細を示していない。
【０１１１】
次に、図６を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。
基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
また、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２についても、図５で説明した通りなので、その説明を省略する。
【０１１２】
金属コネクタＢ３０ｂは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。金属コネクタＢ３０ｂは、円筒形状の接続部３０ｂ−４と、接続部３０ｂａ−４の一端部から基体管２１方向に斜めに広がるように延び、その広がった部分の直径が基体管２１の外径よりも大きな斜口部３０ｂ−２と、斜口部３０ｂ−２の基体管２１の側から基体管２１方向に基体管２１と概ね平行に延びる筒部３０ｂ−３と、筒部３０ｂ−３の基体管２１の側から基体管２１の方向と逆方向へと湾曲し、その曲がった先が基体管２１の方向と逆方向で、基体管２１と平行か又は基体管２１から離れる方向である押え部３０ｂ−１とを有する。そして、金属コネクタＢ３０ｂが基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３０ｂ−１がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。また、接続部３０ｂａ−４の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続する。ステンレスなどの金属を使用している。
【０１１３】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、金属コネクタＢ３０ｂ（接続部３０ｂ−４、斜口部３０ｂ−２、筒部３０ｂ−３、押え部３０ｂ−１）をいう。
【０１１４】
なお、図７については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図６と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１５】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１１６】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１１７】
図４、図６、図７の場合、図４の供給室３８側が図６、排出室３９側が図７に対応しているとすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−外部の負荷（図示せず）−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１１８】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１１９】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属コネクタＢ３０ｂの弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。また、容易に脱着が可能であり、加えて、部品点数が少なく、低コストかつ高信頼性を有する。
【０１２０】
（実施例４）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、管板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【０１２１】
また、図５は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成に関わるセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）の構成を示す概略図（断面図）である。セルチューブ３、燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ、管板Ｃ３６、断熱材４０、セル支持部４０−１、充填材４２から成る。本図面においては、発電を行なう燃料電池セル１１同士の接合や、燃料電池セル１１と集電に関わる部分（集電部Ｂ２０ｂなど）の詳細については省略している。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図５と同様であるので、その説明は省略する。
【０１２２】
また、図８は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態を示す構成図（断面図）である。集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について示す。管板Ｃ３６，セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＣ３０ｃからなる。
【０１２３】
また、図９は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図９については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図８と同様であるので、その説明は省略する。
【０１２４】
本実施例では、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＣ３０ｃが、金属のクリップのような形状であるが、基体管２１の内側で燃料電池セル１１から延びるリード膜２２と接合している点が、実施例３と異なる。
【０１２５】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４及び図５に関わる各構成については、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１２６】
次に、図８を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ｂ２０ｂ（供給室３８側）について説明する。
基体管２１、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
また、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２についても、図５で説明した通りなので、その説明を省略する。
【０１２７】
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を引き出すための引き出し線の役割をする膜である。基体管２１の外周部の燃料電池セル１１のうち、最も一端部（上端部）寄りのものの空気極２６と接続している。そして、リード膜２２は、その空気極２６から基体管２１の外周部をその一端部まで延び、更に引き続いて、内周部まで連続的に延びている。ただし、内周部については、集電部Ｂ２０ｂの範囲までである。内周方向の幅は、発電する電力の大きさとその厚みにより、その部分の抵抗が引き出し線として十分に低くなるように決定する。発電基体管全面であっても、ある特定の幅であってもよい。
【０１２８】
金属コネクタＣ３０ｃは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。金属コネクタＣ３０ｃは、平らなリング状の接続部３０ｃ−３と、接続部３０ｃ−３の内周部から基体管２１方向に基体管２１と平行に延びる円筒型の筒部３０ｃ−２と、筒部３０ｃ−２の基体管２１の側から基体管２１方向に斜めに広がるように延び、外側に弓なりに膨らみ、膨らんだ先の直径が基体管２１の内径よりも小さい押え部３０ｂ−１とを有する。そして、金属コネクタＢ３０ｂが基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３０ｂ−１がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。また、接続部３０ｂａ−３の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続する。ステンレスなどの金属を使用している。
【０１２９】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、金属コネクタＣ３０ｃ（接続部３０ｃ−３、筒部３０ｃ−２、押え部３０ｃ−１）をいう。
【０１３０】
なお、図９については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図８と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３１】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１３２】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１３３】
図４、図８、図９の場合、図４の供給室３８側が図８、排出室３９側が図９に対応しているとすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−外部の負荷（図示せず）−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１３４】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１３５】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属コネクタＣ３０ｃの弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。また、容易に脱着が可能であり、加えて、部品点数が少なく、低コストかつ高信頼性を有する。
【０１３６】
（実施例５）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【０１３７】
ガス供給口３８−１から供給室３８に供給された燃料ガス１が、セルチューブ３の一端部に達する。そして、燃料ガスは、セルチューブ３の内側を他端部に向かって流れる。その途中で、セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セルに供給される。酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１にてセルチューブ３の外側に供給され、燃料電池セルに供給される。そして、両ガスと燃料電池セルとにより発電がなされる。
【０１３８】
また、図１０は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成に関わるセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂその周辺（供給室３８側）の構成を示す概略図（断面図）である。図１０は、セルチューブ３、燃料電池セル１１、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａ、管板Ｃ３６、断熱材４０、セル支持部４０−１、から成る。本図面においては、発電を行なう燃料電池セル１１同士の接合や、燃料電池セル１１と集電に関わる部分の詳細については省略している。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１０と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３９】
セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セル１１により発電された電力は、供給室３８側の集電部Ｂ２０ｂの電極と、排出室３９側の集電部Ｃ２０ｃの電極とから外部に取出される。
【０１４０】
また、図１１は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態を示す構成図（断面図）である。基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａ、セル支持部４０−１を有する断熱体４０からなる。
【０１４１】
また、図１２は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図１２については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図１１と同様であるので、その説明は省略する。
【０１４２】
本実施例では、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａが、電球や蛍光灯のソケットような形状である点、管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７が集電材となりガス供給口３８−１及びガス排出口３９−１が外部への取り出し電極となる点が、実施例３や実施例４と異なる。
【０１４３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４にいおて、第１供給室としての供給室３８は、セルチューブ３の第１端部としての一端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の供給を受けるためのガス供給口３８−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｃ３６（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。セルチューブ３は、供給室３８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ｃ３６と連結、接合している。複数存在する各セルチューブ３へ、均等に燃料ガス１を供給する、ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【０１４４】
第１仕切板としての管板Ｃ３６は、燃料電池セルで発電した電力を取り出すための、供給室３８側の端子となっており、それに伴い、供給室３８全体が端子となり、ガス供給口３８−１が外部への一方の取出し電極となる。それ以外の管板Ｃ３６は、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４５】
排出室３９は、セルチューブ３の第２端部としての他端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。使用済みの燃料ガス１（後述）の排出を行なうためのガス排出口３９−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｄ３７（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。セルチューブ３は、セルチューブ３から排出される使用済み燃料ガス１を収集可能なように管板Ｄ３７と連結、接合している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【０１４６】
第２仕切板としての管板Ｄ３７が、燃料電池セルで発電した電力を取り出すための、排出室３９側の端子となっており、それに伴い、排出室３９全体が端子となり、ガス排出口３９−１が外部への他方の取出し電極となる。それ以外の管板Ｄ３７は、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４７】
第２供給室としての酸化剤供給室４１は、供給室３８（の管板Ｃ３６）と排出室３９（の管板Ｄ３７）との間にあり、それらと隔離され、かつ、電気的に絶縁されている。また、セルチューブ３を含んでいるが、それとも電気的に絶縁されている。セルチューブ３に酸化剤ガスを供給する室である。そして、内部の管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７の近傍に、断熱材４０を固定している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【０１４８】
図４に関わるその他の各構成については、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４９】
次に、図１０を参照して、セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として金属コネクタＡ３０ａについて説明する。なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１０と同様であるので、その説明は省略する。
図１０は、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺部を示す図（断面図）である。セルチューブ３の一端側、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａ、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０からなる。
【０１５０】
管板Ｃ３６は、供給室３８の一方の面の板であり、セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。セルチューブ３と、セルチューブ３の一端部でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。接合部分は、管板Ｃ３６とセルチューブ３との隙間からガスをリークさせないために、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を吸収することが可能なように、ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板のような柔軟性のある部材を使用する。必要に応じて、ガスタイト性を確保するために、充填剤やペースト材、シール材灯を用いて、リークを完全に抑えるようにする。
【０１５１】
また、本実施例においては、集電部Ｂ２０ｂでの管板Ｃ３６の機能として、第１ソケットとしてのメネジ構造を有するソケットである接合部３６−１を持たせている（保持部３６−２は、管板Ｃ３６の残りの部分）。すなわち、セルチューブ３には、オネジ構造を有するソケットの端子である第１金属コネクタとしての供給室３８側の金属コネクタＡ３０ａを取付け、それを管板Ｃ３６にねじ込む形を取る。
第１ソケットとしての接合部３６−１は、管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の内周部から、セルチューブ３と反対の側に、セルチューブ３と同軸となるように延びる円筒である。円筒の平坦部分はどちらも開口している。そして、管板Ｃ３６との接合部分から、セルチューブ３から離れる方向に、円筒の側面部の円周に沿って、らせん状に、円筒の外側に向けて形成された一本の溝を有している。すなわち、メネジ構造になっている。これは、オネジ構造（電球や蛍光灯の端部のソケット構造）の金属コネクタＡ３０ａ（後述）と接続する為である。
そして、管板Ｃ３６全体で、接続されている各セルチューブ３の金属コネクタＡ３０ａから集電され、ガス供給口３８−１から外部へ取出される。
【０１５２】
第１金属コネクタとしての供給室３８側の金属コネクタＡ３０ａは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。詳細は後述する。
【０１５３】
断熱材４０（セル支持部４０−１を含む）、セルチューブ３、第一ガスとしての燃料ガス１、第二ガスとしての酸化剤ガス２、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、断熱材４０は、実施例３と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５４】
次に、図１１を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として金属コネクタＡ３０ａについて説明する。
基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
また、セル支持部４０−１を有する断熱材４０についても、図４で説明した通りなので、その説明を省略する。
【０１５５】
金属コネクタＡ３０ａは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。金属コネクタＡ３０ａは、円筒である接続部３０ａ−４と、接続部３０ａ−４の基体管２１側の一端部から基体管２１方向に延び、側面部の円周に沿ってらせん状に、側面部の外側に向けて形成された一本の溝を有する（オネジ状＝電球や蛍光灯の端部のソケット状の）円筒であるネジ部３０ａ−２と、ネジ部３０ａ−２の基体管２１側の一端部から概ね基体管２１方向に、基体管２１の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部３０ａ−１と、押え部３０ａ−１の一端側から概ね基体管２１の外周面に沿って延びる、直径が、その表面に形成された膜を含めた基体管２１の直径よりもやや大きな円筒であるカバー部３０ａ−３とを有する。そして、金属コネクタＡ３０ａが基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３０ａ−１がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。また、接続部３０ａ−４の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続する。ステンレスなどの金属を使用している。
【０１５６】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、金属コネクタＡ３０ａ（接続部３０ａ−４、ネジ部３０ａ−２、カバー部３０ａ−３、押え部３０ａ−１）をいう。
【０１５７】
なお、図１２については、管板が、第２仕切板としての管板Ｄ３７であり、第２ソケットとしてのメネジ構造を有するソケットである接合部３６−１を有する。そして、第２金属コネクタとしての排出室３９側の金属コネクタＡ３０ａを有する。そして、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びている。しかし、それ以外は図６と同様であるので、その説明は省略する。
【０１５８】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１５９】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１６０】
図４、図１１及び図１２の場合、図４の供給室３８側が図１１、排出室３９側が図１２に対応しているとすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−ガス供給口３８−１−外部の負荷（図示せず）−ガス排出口３９−１−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１６１】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１６２】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属コネクタＡ３０ａの弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。また、容易に脱着が可能であり、加えて、部品点数が少なく、低コストかつ高信頼性を有する。
【０１６３】
（実施例６）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【０１６４】
また、図１３は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態を示す構成図（断面図）である。セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂその周辺（供給室３８側）の概略図（断面図）の構成を示す図である。図１４は、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである押え部３６−３と保持部３６−４を有する管板Ｃ３６断熱材４０、セル支持部４０−１、から成る。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１０と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６５】
また、図１４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図１４については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６６】
本実施例では、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａが、焼きばめ法により形成された形状である点が、実施例５と異なる。
【０１６７】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４に関わる各構成については、実施例５と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６８】
図１３を参照して、セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として管板Ｃ３６のセルチューブ３との接合部分について説明する。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６９】
第１仕切板としての管板Ｃ３６は、実施例５と同様である。しかし、本実施例においては、集電部Ｂ２０ｂとしての管板Ｃ３６の機能として、深絞り加工（プレス加工）法及び焼きばめ法（高温にした管板Ｃ３６にセルチューブ３を強制的に差込み、管板Ｃ３６が冷えて縮小しセルチューブ３を締付けることにより、セルチューブ３を強固に支持するようになる）により、管板Ｃ３６自身がセルチューブ３を締付け、リード膜２２と接続し電力を取出す為の一方の第１取付部としての端子（押え部３６−３）となる。押え部３６−３以外の管板Ｃ３６は、保持部３６−４である。
【０１７０】
また、管板Ｃ３６は、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極でもあり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。そして、その押え部３６−３は、管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の内周部から、セルチューブ３の側に、セルチューブ３と同軸となるように延びる円筒である。ただし、その側面は、管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の内周部から概ね基体管２１方向に、基体管２１の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる。保持部３６−４は、その他の管板Ｃ３６である。そして、押え部３６−３が基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３６−３がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。
【０１７１】
断熱材４０（セル支持部４０−１を含む）、セルチューブ３、第一ガスとしての燃料ガス１、第二ガスとしての酸化剤ガス２は、実施例３と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７２】
基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
【０１７３】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、管板Ｃ３６の押え部３６−３をいう。
なお、図１４においては、管板が、第２仕切板としての管板Ｄ３７であり、第２取付部としての押え部３７を有する。そして、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びている。しかし、それ以外は図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１７４】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。
図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１７５】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１７６】
図１３、図１４の場合、供給室３８側が図１３、排出室３９側が図１４とすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−ガス供給口３８−１−外部の負荷（図示せず）−ガス排出口３９−１−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１７７】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１７８】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属の弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。
【０１７９】
また、上記電極構造では、セルチューブ３及びその周辺部分の構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
【０１８０】
また、実施例５及び実施例６にある集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃは、図２で示される縦型の集電部Ａ２０ａにも使用できる。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明により、接触抵抗を低くするとともに、熱的な安定性（構造的、電気的）を高くすることが可能な集電機能を有する燃料電池システムを得ることが可能となる。
【０１８２】
また、本発明により、燃料電池における集電端子の接続及び取り外しが容易で、燃料電池セル管の脱着も容易な燃料電池システムを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一〜二の実施の形態の構成に関する燃料電池の全体図である。
【図３】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三〜六の実施の形態の構成に関する燃料電池の全体図である。
【図５】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三〜四の実施の形態の集電部に関する図である。
【図６】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の集電部に関する図である。
【図１１】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成を示す図である。
【図１２】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の構成を示す図である。
【図１４】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の構成を示す図である。
【図１５】従来の技術の実施の形態の構成を示す図である。
【図１６】従来の技術の実施の形態の全体の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料ガス
２ 酸化剤ガス
３ セルチューブ
４ 酸化剤供給室
５ ヘッダ
６ 管板Ａ
７ 管板Ｂ
８ 供給室
８−１ ガス供給口
９ 排出室
９−１ ガス排出口
１０ 断熱材
１１ 燃料電池セル
１２ 燃料注入管
１３ シールキャップ
１６ 押えリングＢ
１９ 集電接合部
２０ 集電部
２０ａ 集電部Ａ
２０ｂ 集電部Ｂ
２０ｃ 集電部Ｃ
２１ 基体管
２２ リード膜
２３ 気密膜
２４ 燃料極
２５ 電解質
２６ 空気極
２７ インタコネクタ
２８ 保護膜
３０ 金属コネクタ
３０ａ 金属コネクタＡ
３０ａ−１ 押え部
３０ａ−２ ネジ部
３０ａ−３ カバー部
３０ａ−４ 接続部
３０ｂ 金属コネクタＢ
３０ｂ−１ 押え部
３０ｂ−２ 斜口部
３０ｂ−３ 筒部
３０ｂ−４ 接続部
３０ｃ 金属コネクタＣ
３０ｃ−１ 押え部
３０ｃ−２ 筒部
３０ｃ−３ 接続部
３１ 集電キャップ
３１ａ 集電キャップＡ
３１ａ−１ ギャップ外周部
３１ａ−２ ギャップ内周部
３１ａ−３ 上板部
３１ａ−４ ギャップ端子部
３１ｂ 集電キャップＢ
３１ｂ−１ ギャップ外周部
３１ｂ−２ ギャップ内周部
３１ｂ−３ 中板部
３２ リード線
３３ 導電性弾性体
３４ 弾性体
３５ 酸化剤供給室
３６ 管板Ｃ
３６−１ 接合部
３６−２ 保持部
３７ 管板Ｄ
３８ 供給室
３８−１ ガス供給室
３９ 排出室
３９−１ ガス排出口
４０ 断熱材
４０−１ セル支持体
４２ 酸化剤供給室
４２ 充填材
１１０ ヘッダ
１１０ａ 仕切板
１１０ｂ 排出室
１１０ｃ 供給室
１１０ｄ 底板
１１１ セルチューブ
１１２ 燃料注入管
１１３ 集電キャップ
１１４ シールキャップ
１１５ リード膜
１１６ 集電接合部
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池に関する構成の一例を図１６に示す。この図は、円筒型固体電解質燃料電池の概略構成図である。
【０００３】
図１6を参照して、燃料電池は、ガス供給部であるヘッダ１１０と、発電部であるセルチューブ１１１とを具備する。ヘッダ１１０は、仕切板１１０ａ、底板１１０ｂ、供給室１１０ｃ、排出室１１０ｄを有する。また、セルチューブは、燃料注入管１１２を有する。
【０００４】
ヘッダ１１０の内部は、仕切板１１０ａにより上下方向に区分けされ、上方が供給室１１０ｃ、下方が排出室１１０ｄとして構成されている。ヘッダ１１０の底板１１０ｂには、セルチューブ１１１の上端部（一端部）が上記排出室１１０ｄとガスの出入りが出来るように連結され、支持されている。セルチューブ１１１の下端部（他端部）は、閉塞されている。セルチューブ１１１の内部には、燃料注入管１１２が、同軸をなして挿入されている。燃料注入管１１２は、その一端部（上端部）が、上記供給室１１０ｃとガスの出入りが出来るように、上記仕切板１１０ａに連結され、支持されている。このようなセルチューブ１１１及び燃料注入管１１２は、複数本存在し、ヘッダ１１０に連結され、支持されている。ここで、セルチューブ１１１は、多孔質の基体管の外周面に燃料電池薄膜を形成された燃焼電池を構成する円筒型セルチューブである。
【０００５】
一方、図１５を参照して、セルチューブ１１１の集電に関する概略構成図である。セルチューブ１１１の上端部（一端部）及び下端部（他端部）を除く中間部の外周部には、燃料電池セルの薄膜が形成されている（図示せず）。セルチューブ１１１の下端部には、シールキャップ１１４が取付けられ、セルチューブ１１１が閉塞されている。そして、燃料注入管１１２の上端部（一端部）から燃料ガスが供給され、燃料注入管１１２の下端部（他端部）から出て、シールキャップ１１４で折り返し、燃料注入管１１２の外部であってセルチューブ１１１の内部に流れる。その燃料ガスと、セルチューブ１１１の外側を流れる酸化剤ガスとから、燃料電池セル（図示せず）において発電が行なわれる。
【０００６】
燃料電池セルで発電された電力の集電は以下のようになる。
最上部にある燃料電池セルからリード線の役割を果たすリード膜１１５が、外周部において、上端部（一端部）へ向けて延び、上端部で内周部側へ折り返している。そして、円筒状の集電接合部１１６の外周部と、セルチューブ１１１の上端部（一端部）の内周部とが接している。更に、集電接合部１１６の内周部と円筒状の集電キャップ１１３の外周部とが接している。そして、集電キャップ１１３が、外部のリード線に接続され、そこから発電された電力が集電されている。集電においては、接触抵抗が低いこと、熱的な安定性（構造的、電気的）が高いこと、などが必要である。従って、燃料電池の形状に合わせた、適切な集電構造が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、接触抵抗を低くすることが可能な燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【０００８】
また、別の目的としては、熱的な安定性（構造的、電気的）を高くすることが可能な燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【０００９】
また、別の目的としては、燃料電池における集電端子の接続及び取り外しが容易である燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【００１０】
更に別の目的は、燃料電池の接続及び取り外しが容易である燃料電池セル及び燃料電池システムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図１，１１）を含み、筒型の基体管（図１，２１）上に形成された燃料電池セル部（図１，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図１，１１）の１つに接続され、前記基体管（図１，２１）上の端部に形成されたリード膜（図１，２２）と、前記リード膜（図１，２２）に接続される集電部（図１／２，２０ａ）とを具備する。また、前記集電部（図１／２，２０ａ）は、ドーナッツ形状の上板部（図１，３１ａ−３）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の外周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第１伸展部（図１，３１ａ−１）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の内周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第２伸展部（図１，３１ａ−２）と、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側の面上に設けられた第１導電性弾性部（図１，３３）と、前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）の前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）側の面上に設けられた第２弾性部（図１，３４）と、前記第１導電性弾性部（図１，３３）に接続され、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側と反対の面上を上方に向かって延びるリード線（図１，３２）とを具備する。そして、前記上板部（図１，３１ａ−３）が前記基体管（図１，２１）の前記端部に被せられるとき、前記第１導電性弾性部（図１，３３）が前記リード線（図１，３２）と前記リード膜（図１，２２）に電気的かつ機械的に接続され、かつ前記第２弾性部（図１，３４）が前記基体管（図１，２１）の内側面に機械的に接続される。
【００１３】
また、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図３，１１）を含み、筒型の基体管（図３，２１）上に形成された燃料電池セル部（図３，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図３，１１）の１つに接続され、前記基体管（図３，２１）上の端部に形成されたリード膜（図３，２２）と、前記リード膜（図３，２２）に接続される集電部（図２／３，２０ａ）とを具備する。また、前記集電部（図２／３，２０ａ）は、ドーナッツ形状の中板部（図３，３１ｂ−３）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の外周から前記基体管（図３，２１）方向に延びる第１伸展部（図３，３１ｂ−１）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の内周から前記基体管（図３，２１）方向と反対の方向に延びる第２伸展部（図３，３１ｂ−２）と、前記第１伸展部（図３，３１ｂ−１）の前記内周側の面上に設けられた導電性弾性部（図３，３３）とを具備する。そして、前記中板部（図３，３１ｂ−３）が前記基体管（図３，２１）の前記端部に被せられるとき、前記導電性弾性部（図３，３３）が前記リード膜（図３，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００１４】
更に、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図６／７，１１）を含み、筒型の基体管（図６／７，２１）上に形成された燃料電池セル部（図６／７，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図６／７，１１）の１つに接続され、前記基体管（図６／７，２１）上の端部に形成されたリード膜（図６／７，２２）と、前記リード膜（図６／７，２２）に接続される金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）とを具備する。また、前記金属コネクタ（図６／８，３０ｂ）は、円筒形状の接続部（図６／７，３０ｂ−４）と、前記接続部（図６／７，３０ｂ−４）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から、直径が基体管（図６／７，２１）の外径よりも大きくなるように前記基体管（図６／７，２１）の側に斜めに広がるように延びる斜口部（図６／７，３０ｂ−２）と、前記斜口部（図６／７，３０ｂ−２）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から前記基体管（図６／７，２１）方向に延びる筒部（図６／７，３０ｂ−３）と、前記筒部（図６／７，３０ｂ−３）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から基体管（図６／７，２１）方向と逆方向へと湾曲し、前記湾曲した先端が基体管（図６／７，２１）方向と逆方向で、基体管（図６／７，２１）と平行か又は基体管（図６／７，２１）から離れる方向である押え部（図６／７，３０ｂ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）が前記基体管（図６／７，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図６／７，３０ｂ−１）が前記リード膜（図６／７，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００１５】
更に、本発明の燃料電池は、直列に接続された複数の燃料電池セル（図８／９，１１）を含み、筒型の基体管（図８／９，２１）上に形成された燃料電池セル部（図８／９，１１の集合）と、前記複数の燃料電池セル（図８／９，１１）の１つに接続され、前記基体管（図８／９，２１）上の端部に形成されたリード膜（図８／９，２２）と、前記リード膜（図８／９，２２）に接続される金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）とを具備する。また、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）は、平らなリング状の接続部（図８／９，３０ｃ−３）と、前記接続部（図８／９，３０ｃ−３）の内周部から前記基体管（図８／９，２１）方向に延びる円筒型の筒部（図８／９，３０ｃ−２）と、前記筒部（図８／９，３０ｃ−２）の前記基体管（図８／９，２１）側の端から前記基体管（図８／９，２１）方向に外側に弓なりに膨らみ、前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも直径が大きくなった後、膨らんだ先がすぼまり、前記すぼまりの先端の直径が前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも小さい押え部（図８／９，３０ｃ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）が前記基体管（図８／９，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図８／９，３０ｃ−１）が前記リード膜（図８／９，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図２，８／９／４）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図２，１）を供給する第１供給室（図２，８）であり、第二番目の室は、前記第１ガス（図２，１）を排出する排出室（図２，９）であり、第三番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図２，２）供給する第２供給室（図２，４）であり、内管（図２，１２）と外管（図２，３）の二重管構造を有し、前記外管（図２，３）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図２，３／１２）とを具備する。ここで、前記燃料電池セル管（図２，３／１２）の前記外管（図２，３）の一端部である第１端部（図２，２０ａ）は、オネジ構造の第１金属コネクタ（図１０／１１，３０ａ）を有する。また、前記排出室（図２，９）と前記第２供給室（図２，４）とを仕切る仕切板（図２，７）は、前記第２供給室（図２，４）と反対の側へ延びるメネジ構造を有するソケット（図１０，３６−１；図２、７が図１０、３６−１／２に相当）を有する。そして、前記第１端部（図２，２０ａ）が、前記仕切板（図２，７）において前記排出室（図２，９）に開放され、前記第１金属コネクタ（図１０／１１，３０ａ）と前記ソケット（図１０，３６−１）とで接合され、前記外管（図２，３）の他端部である第２端部は、前記第２供給室（図２，４）内へ延び、閉塞している。一方、前記燃料電池セル管（図２，３／１２）の前記内管（図２，１２）の一端部である第３端部は、前記第１供給室（図２，８）に開放されて接合され、前記内管（図２，１２）の他端部である第４端部は、前記第２端部近傍にまで延びる。
【００１７】
また、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図４，３８／４１／３９）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図４，１）を供給する第１供給室（図４，３８）であり、第二番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図４，２）を供給する第２供給室（図４，４１）であり、第三番目の室は、前記第１ガス（図４，１）を排出する排出室（図４，３９）であり、基体管（図１０／１１，２１）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図４，３）とを具備する。ここで、前記燃料電池セル管（図４，３）の一端部である第１端部（図４，２０ｂ）は、オネジ構造の第１金属コネクタ（図１０／１１，３０ａ）を有する。また、前記第１供給室（図４，３８）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第１仕切板（図４，３６）は、前記第２供給室（図４，４１）と反対の側へ延びるメネジ構造を有する第１ソケット（図１０，３６−１）を有する。そして、前記第１端部（図４，３）が、前記第１仕切板（図４，３６）において前記第１供給室（図４，３８）に開放され、前記第１金属コネクタ（図１０，３０ａ）と前記第１ソケット（図１０，３６−１）とで接合されている。一方、前記燃料電池セル管（図４，３）の他端部である第２端部は、前記排出室（図４，３９）に開放されて接合される。
【００１８】
また、本発明の燃料電池システムは、前記第２端部は、オネジ構造の第２金属コネクタ（図１０／１２，３０ａ）を有する。また、前記排出室（図４，３９）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第２仕切板（図４，３７）は、前記第２供給室（図４，４１）と反対の側へ延びるメネジ構造を有する第２ソケット（図１０，３６−１）を有する。そして、前記燃料電池セル管（図４，３）が、前記第２仕切板（図４，３７）において前記第２供給室（図４，４１）に開放され、前記第２金属コネクタ（図１０／１２，３０ａ）と前記第２ソケット（図１０，３６−１）とで接合される。
【００１９】
また、本発明の燃料電池システムは、前記燃料電池セル管（図２，３／１２；図４，３）が、前記複数の燃料電池セルの１つに接続され、前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）に形成されたリード膜（図１０／１１／１２，２２）とを含んでいる。また、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）が、円筒である接続部（図１１／１２，３０ａ−４）と、前記接続部（図１１／１２，３０ａ−４）の一端部から前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）方向に延びたオネジ構造を有する円筒であるネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）と、前記ネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）の一端部から概ね前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）方向に、前記燃料電池セル管の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部（図１１／１２，３０ａ−１）と、前記押え部（図１１／１２，３０ａ−１）の一端部から概ね前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）方向に、前記燃料電池セル管（図２，３／１２；図４，３）の外周面に沿って延びた円筒であるカバー部（図１１／１２，３０ａ−３）とを含んでいる。そして、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）が前記燃料電池セル管（図２，３／１２；図４，３）の前記第１端部（図２，２０ａ；図４，２０ｂ）に被せられるとき、前記押え部（図１１／１２，３０ａ−１）が前記リード膜（図１０／１１／１２，２２）に電気的かつ機械的に接続される。
【００２０】
更に、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図２，８／９／４）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図２，１）を供給する第１供給室（図２，８）であり、第二番目の室は、前記第１ガス（図２，１）を排出する排出室（図２，９）であり、第三番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図２，２）を供給する第２供給室（図２，４）であり、内管（図２，１２）と外管（図２，３）の二重管構造を有し、前記外管（図２，３）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図２，３／１２）とを具備する。ここで、前記排出室（図２，９）と前記第２供給室（図２，４）とを仕切る仕切板（図２，７）は、前記第２供給室（図２，４）の側へ延びる取付部（図１３，３６−３）を有する。また、前記外管（図２，３）の一端部である第１端部は、前記仕切板（図２，７）において前記排出室（図２，９）に開放され、前記取付部（図１３，３６−３）で接合されている。そして、前記外管（図２，３）の他端部である第２端部は、前記第２供給室（図２，４）内へ延び、閉塞している。一方、前記燃料電池セル管の前記内管（図２，１２）の一端部である第３端部は、前記第１供給室（図２，８）に開放されて接合され、前記内管（図２，１２）の他端部である第４端部は、前記第２端部近傍にまで延びる。
【００２１】
更に、本発明の燃料電池システムは、内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器（図４，３８／４１／３９）と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガス（図４，１）を供給する第１供給室（図４，３８）であり、第二番目の室は、酸化剤ガスである第２ガス（図４，２）を供給する第２供給室（図４，４１）であり、第三番目の室は、前記第１ガス（図４，１）を排出する排出室（図４，３９）であり、基体管（図１３，２１）の外面に複数の燃料電池セルを形成した燃料電池セル管（図４，３）とを具備する。ここで、前記第１供給室（図４，３８）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第１仕切板（図４，３６）は、前記第２供給室（図４，４１）の側へ延びる第１取付部（図１３，３６−３）を有する。また、前記燃料電池セル管（図４，３）の一端部である第１端部は、前記第１仕切板（図４，３６）において前記第１供給室（図４，８）に開放され、前記第１取付部（図１３，３６−３）で接合されている。そして、前記燃料電池セル管（図４，３）の他端部である第２端部は、前記排出室（図４，３９）に開放されて接合される。
【００２２】
更に、本発明の燃料電池システムは、前記排出室（図４，３９）と前記第２供給室（図４，４１）とを仕切る第２仕切板（図４，３７）は、前記第２供給室（図４，４１）の側へ延びる第２取付部（図４，３７−３）を有している。そして、前記燃料電池セル管（図４，３）が、前記第２仕切板（図４，３７）において前記排出室（図４，３９）に開放され、前記第２取付部（図４，３７−３）で接合される。
【００２３】
上記課題を解決するための本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図１，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図１，２１）と、前記基体管（図１，２１）の前記端部において前記リード膜（図１，２２）に接続される集電部（図２，２０ａ）とを具備する。ここで、前記集電部（図２，２０ａ）は、ドーナッツ形状の上板部（図１，３１ａ−３）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の外周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第１伸展部（図１，３１ａ−１）と、前記上板部（図１，３１ａ−３）の内周から前記基体管（図１，２１）方向に延びる第２伸展部（図１，３１ａ−２）と、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側の面上に設けられた第１導電性弾性部（図１，３３）と、前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）の前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）側の面上に設けられた第２弾性部（図１，３４）と、前記第１導電性弾性部（図１，３３）に接続され、前記第１伸展部（図１，３１ａ−１）の前記第２伸展部（図１，３１ａ−２）側と反対の面上を上方に向かって延びるリード線（図１，３２）とを具備する。そして、前記上板部（図１，３１ａ−３）が前記基体管（図１，２１）の前記端部に被せられるとき、前記第１導電性弾性部（図１，３３）が前記リード線（図１，３２）と前記リード膜（図１，２２）に電気的かつ機械的に接続された電気的接合構造を有し、かつ前記第２弾性部（図１，３４）が前記基体管（図１，２１）の内側面に機械的に接続される。
【００２４】
また、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図３，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図３，２１）と、前記基体管（図３，２１）の前記端部において前記リード膜（図３，２２）に接続される集電部（図２，２０ａ）とを具備する。ここで、前記集電部（図２，２０ａ）は、ドーナッツ形状の中板部（図３，３１ｂ−３）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の外周から前記基体管（図３，２１）方向に延びる第１伸展部（図３，３１ｂ−１）と、前記中板部（図３，３１ｂ−３）の内周から前記基体管（図３，２１）方向と反対の方向に延びる第２伸展部（図３，３１ｂ−２）と、前記第１伸展部（図３，３１ｂ−１）の前記内周側の面上に設けられた導電性弾性部（図３，３３）とを具備する。そして、前記中板部（図３，３１ｂ−３）が前記基体管（図３，２１）の前記端部に被せられるとき、前記導電性弾性部（図３，３３）が前記リード膜（図３，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２５】
更に、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図６／７，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図６／７，２１）と、前記基体管（図６／７，２１）の前記端部において前記リード膜（図６／７，２２）に接続される金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）とを具備する。ここで、前記金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）は、円筒形状の接続部（図６／８，３０ｂ−４）と、前記接続部（図６／７，３０ｂ−４）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から、直径が基体管（図６／７，２１）の外径よりも大きくなるように前記基体管（図６／７，２１）の側に斜めに広がるように延びる斜口部（図６／７，３０ｂ−２）と、前記斜口部（図６／７，３０ｂ−２）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から前記基体管（図６／７，２１）方向に延びる筒部（図６／７，３０ｂ−３）と、前記筒部（図６／７，３０ｂ−３）の前記基体管（図６／７，２１）側の端から前記基体管（図６／７，２１）方向と逆方向へと湾曲し、前記湾曲した先端が前記基体管（図６／７，２１）方向と逆方向で、前記基体管（図６／７，２１）と平行か又は前記基体管（図６／７，２１）から離れる方向である押え部（図６／７，３０ｂ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図６／７，３０ｂ）が前記基体管（図６／７，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図６／７，３０ｂ−１）が前記リード膜（図６／７，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２６】
更に、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図８／９，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図８／９，２１）と、前記基体管（図８／９，２１）の前記端部において前記リード膜（図８／９，２２）に接続される金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）とを具備する。ここで、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）は、平らなリング状の接続部（図８／９，３０ｃ−３）と、前記接続部（図８／９，３０ｃ−３）の内周部から前記基体管（図８／９，２１）方向に延びる円筒型の筒部（図８／９，３０ｃ−２）と、前記筒部（図８／９，３０ｃ−２）の前記基体管（図８／９，２１）側の端から前記基体管（図８／９，２１）方向に外側に弓なりに膨らみ、前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも直径が大きくなった後、膨らんだ先がすぼまり、前記すぼまりの先端の直径が前記基体管（図８／９，２１）の内径よりも小さい押え部（図８／９，３０ｃ−１）とを具備する。そして、前記金属コネクタ（図８／９，３０ｃ）が前記基体管（図８／９，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図８／９，３０ｃ−１）が前記リード膜（図８／９，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２７】
更に、本発明の燃料電池は、導電性を有するリード膜（図１０／１１／１２，２２）を端部に形成された筒型の基体管（図１０／１２／１３，２１）と、前記基体管（図１０／１１／１２，２１）の前記端部において前記リード膜（図１０／１１／１２，２２）に接続される前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）とを具備する。ここで、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）は、円筒である接続部（図１１／１２，３０ａ−４）と、前記接続部（図１１／１２，３０ａ−４）の一端部から前記基体管（図１０／１１／１２，２１）方向に延びたオネジ構造を有する円筒であるネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）と、前記ネジ部（図１１／１２，３０ａ−２）の一端部から概ね前記基体管（図１０／１１／１２，２１）方向に、基前記体管（図１０／１１／１２，２１）の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部（図１１／１２，３０ａ−１）と、前記押え部（図１１／１２，３０ａ−１）の一端側から概ね前記基体管（図１０／１１／１２，２１）の外周面に沿って延びた円筒であるカバー部（図１１／１２，３０ａ−３）とを含む。そして、前記第１金属コネクタ（図１０／１１／１２，３０ａ）が前記基体管（図１０／１１／１２，２１）の前記端部に被せられるとき、前記押え部（図１０／１１／１２，３０ａ−１）が前記リード膜（図１０／１１／１２，２２）に電気的かつ機械的に接続される電気的接合構造を有する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
本実施例において、筒型のうち円筒型の燃料電池の電気的接合部（集電部）の設置に関して例を示して説明するが、他の筒型構造を有する燃料電池にも適用が可能である。更に、燃料電池に限らずセラミックスと金属の電気的接合においても適用可能である。なお、各実施の形態において同一又は相当部分には同一の符号を付して説明する。
【００２９】
（実施例１）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図２は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態に関わる燃料電池の概略図（断面図）である。燃料電池セル管としてのセルチューブ３、第二供給室としての酸化剤供給室４、管板Ａ６と管板Ｂ７とガス供給口８−１を有する第一供給室としての供給室８とガス排出口９−１を有する排出室９とを有するヘッダ５、断熱材１０、燃料注入管１２、集電部Ａ２０ａからなる。なお、図２の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【００３０】
ガス供給口８−１から供給室８に供給された燃料ガス１が、燃料注入管１２へ、その一端部（上端部）から入り、その他端部（下端部）＝セルチューブ３の他端部（下端部）に達する。そして、燃料ガスは、燃料注入管１２の外側でセルチューブ３の内側を、セルチューブ３の一端部（上端部）に向かって流れる。その途中で、セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セルに供給される。酸化剤ガスは、酸化剤供給室４にてセルチューブ３の外側に供給され、燃料電池セルに供給される。そして、両ガスと燃料電池セルとにより発電がなされる。
【００３１】
また、図１は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態を示す構成図（断面図）である。管板Ｂ７、断熱材１０、シールキャップ１３、押えリングＢ１６、集電接合部１９、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とを有する燃料電池セル１１、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電キャップ３１である集電キャップＡ３１ａとリード線３２と導電性弾性部３３と弾性部３４とを有する集電部Ａ２０ａ、端部リード膜３５からなる。
【００３２】
従来の技術（図１５）では、基体管２１の一端部（上端部）の内周部において、リード膜１１５と集電接合部１１６と集電キャップ１１３との接合により、電流を集電していた。本発明においては、図１に示す様に、内周部には集電キャップＡ３１ａを保持するための導電性弾性部３３及び弾性部３４を入れたこと、集電自体は外周部において導電性弾性部３３及びリード線３２を設けて行なうようにし、更に接合の確実性を向上させたことが、従来の技術と大きく異なる点である。接合特性を向上させることにより、抵抗ロスや不要な発熱を防止することができ、安定的な接合を維持することが可能となる。また、セルチューブ３に関しては、従来引張荷重であった接合部が圧縮荷重になるので、セルチューブ３が破損し難くなる（集電キャップは破損したとしても低コストの損失で済む）。
【００３３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図２を参照して、まず燃料電池全体ついて説明する。
燃料電池セル管の外管としてのセルチューブ３は、多孔質セラミックスの基体管の外周面に燃料電池セルを形成された、燃焼電池の発電部を構成する円筒型の管である。セルチューブ３は、第１端部としての一端部を排出室９（後述）の管板Ｂ７（後述）に開放されて接合され、支持されている。また、第２端部としての他端部は、閉塞され、酸化剤供給室４へ延びている。セルチューブ３の内部には、燃料注入管１２を有している。
基体管の長手方向の一定の間隔で、外周面上に燃料極、電解質、空気極が順に積層され、燃料電池セル１１を形成している（後述）。燃料ガス１が、燃料注入管１２（後述）によりセルチューブ３の下端部（他端部）よりセルチューブ３内部の燃料電池セル１１（後述）へ供給される。そして、基体管２１（後述）の厚み方向に孔中を拡散し燃料極に達し、セルチューブ３の外側を流れる酸化剤ガス２と共に発電に寄与する。発電された電力は、集電部Ａ２０ａ及び集電接合部１９（後述）から集電される。
なお、外管としてのセルチューブ３と、内管としての燃料注入管１２（後述）とを合わせて、燃料電池セル管ともいう。
【００３４】
第２供給室としての酸化剤供給室４は、ヘッダ５の下方（一方）の側に隣接し、ヘッダ５の燃料ガスと、酸化剤供給室４の酸化剤ガス２が混合しないように隔離されている。そして、セルチューブ３の大部分を含んでおり、セルチューブ３に酸化剤ガス２を供給する室である。
【００３５】
次に、ガス供給口８−１を有する第一供給室としての供給室８と、ガス排出口９−１を有する排出室９と、管板Ａ６と、管板Ｂ７とを有するヘッダ５について説明する。
第１供給室としての供給室８は、燃料注入管１２（後述）の上端部（一端部）の上部にあり、中空の直方体又は円柱状の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の供給を受けるためのガス供給口８−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。底面は管板Ａ６（後述）であり、燃料注入管１２が取付けられている。燃料注入管１２は、供給室８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ａ６と連結し、開放されて接合している。供給室８は、複数存在する各セルチューブ３へ、均等に燃料ガス１を供給する。それと共に、各セルチューブ３の支持も行なう、金属製の室である。
【００３６】
排出室９は、セルチューブ３の上端部（一端部）の上部にあり、中空の直方体又は円柱状の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の排出を行なうためのガス排出口９−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。上部の天板は管板Ａ６（後述）であり、供給室８がある。燃料注入管１２が取付けられている。また、底面は管板Ｂ７（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。セルチューブ３は、セルチューブ３から排出される使用済み燃料ガス１を収集可能なように管板Ｂ７と連結し、開放されて接合している。それと共に、セルの支持も行なう、金属製の室である。
【００３７】
管板Ａ６は、供給室８の底面の板であり、排出室９の天板であり、供給室８と排出室９とを仕切っている。燃料注入管１２を接続するための孔が（燃料注入管１２の数だけ）開口している。燃料注入管１２と、燃料注入管１２の上端部（一端部）でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。そして、１本又は複数の燃料注入管１２を強固に支持している、金属製の板である。
【００３８】
管板Ｂ７は、排出室９の底面の板であり、セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。排出室９と酸化剤供給室４とを仕切る仕切板である。また、セルチューブ３とセルチューブ３の上端部（一端部）でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。そして、１本又は複数のセルチューブ３を支持している、金属製の板である。なお、高温側（セルチューブ３側）に、断熱材１０（後述）が取付けられ、金属の耐高温性を上げている。
【００３９】
次に、断熱材１０は、管板Ｂ７の排出室９の外側である下端部（一端部）に取付けられた断熱材である。セルチューブ３の発電に伴う発熱（約９００℃）の熱を遮断し、管板Ｂ７及びセルチューブ３と管板Ｂ７との接合部を熱的に保護する。材料としては、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、石英ガラスウールなどである。
【００４０】
燃料電池セル管の内管としての燃料注入管１２は、その第３端部としての上端部（一端部）で、供給室８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ａ６と連結し、開放されて接合している。そして、第４端部としての下端部（他端部）は、セルチューブ３の内部の下端部（他端部、閉塞している）付近において、そこに接することなく、開放されている。
供給室に入った燃料ガス１は、燃料注入管１２の上端部（一端部）に入り、その下端部（他端部＝セルチューブ３の下端部（他端部））に達し、そこから出て、セルチューブ３の内部であって燃料注入管１２の外部を、セルチューブ３の上端部（一端部）へ向けて移動する。ガスは、その移動の間に、セルチューブ３の側面を、その外側に向けて拡散し、チューブ外側に設けられた燃料電池セル１１に達する。そして、そこにおいて行なわれる発電に寄与する。
【００４１】
集電部Ａ２０ａは、燃料電池セル１１（後述）で発電された電力を取り出すための集電用端子である。詳細は後述する。
【００４２】
なお、第一ガスとしての燃料ガス１は、水素、メタン等の燃料ガス１と水蒸気との混合ガスである。
また、第二ガスとしての酸化剤ガスは、酸素、空気、あるいはそれらを含む混合ガスである。
【００４３】
次に、図１を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ａ２０ａについて説明する。図中、図２に示す燃料注入管１２及びセルチューブ３から電力を引き出す電線については、省略している。
【００４４】
押えリングＢ１６は、セルチューブ３を管板Ｂ７に取り付ける際、管板Ｂ７の孔とセルチューブ３との間の隙間を埋め、セルチューブ３を管板Ｂ７に強固に支持させるための環状の部材である。それと同時に、排出室９の使用済みの燃料ガス１と酸化剤供給室４の酸化剤ガスとの間をガスシールするためのシール部材でもある。ステンレスなどの金属、又は、アルミナやジルコニア、マグネシアスピネルのようなセラミックス製である。
【００４５】
基体管２１は、燃料電池セル管の外管としてのセルチューブ３の燃料電池セル１１や、集電部Ａ２０ａ、端部リード膜３５などが形成される前の基板となる基体管である。セラミックス製の多孔質である筒型の管である。内部を流れる燃料ガスが、側面（壁面）を径方向に拡散し、基体管２１の外周部に形成された燃料電池セル１１に達することが可能である。
【００４６】
シールキャップ１３は、円柱状の蓋であり、円柱部とその円柱部の外周からセルチューブ３方向へ延びる円筒部とから成る。セルチューブ３の下端部（他端部）を閉塞させ、内部の燃料ガス１が外部の酸化剤供給室４へリークしないようにする。あるいは逆に、酸化剤供給室４の酸化剤ガス２が、セルチューブ３の内部へリークしないようにする。
【００４７】
集電接合部１９は、複数の燃料電池セル１１により発電された電力の他方の引き出し電極部である。ステンレスなどの金属や、金属でコーティングしたセラミックスなどを使用した円筒状である。セルチューブ３の他端部（下端部）の内周部分において、燃料電池セル１１のセルチューブ３の他端部（下端部）の一番下側のセルから延びる端部リード膜３５と集電接合部１９の外周部とが接続している。ここから、図示しない取出し電線（外部へ電力を引き出すための電線）に接続している。
【００４８】
端部リード膜３５は、リード線の役割を果たす膜である。外周部において、燃料電池セル１１のセルチューブ３の他端部（下端部）の一番下側のセルから延び、他端部（下端部）で内周部側に折り返している。折り返したセルチューブ３の他端部（下端部）の内周部側で集電接合部１９と接続している。
【００４９】
燃料電池セル１１は、セルチューブ３上の外周面に形成された燃料電池セルである。燃料極２４、電解質２５、空気極２６とから成る。一個で一つの発電可能な電池を形成している。セルチューブ３の内部の燃料ガス１が、セルチューブの壁面（側面）を外方へ拡散し、表面の電池のアノード電極（燃料極２４）に達し、一方、セルチューブ３の外部の酸化剤ガス２が、電池表面のカソード電極（空気極２６）に達し、発電が行なわれる。
なお、複数の燃料電池セル１１の集まった領域（集合）を燃料電池セル部という。
【００５０】
燃料極２４は、基体管２１上に直接形成された燃料電池セル１１の燃料極（アノード）である。電解質が酸素イオン導電体の場合、電解質を経由して輸送される酸素イオンと、供給された燃料ガス１中の水素又は一酸化炭素とを結合させ、水又は二酸化炭素を生成するための触媒であり、燃料電池セル１１の電極でもある。電解質が水素イオン導電体の場合、供給された燃料ガス１中の水素をイオン化し、電解質へ供給するための触媒であり、電極でもある。
【００５１】
電解質２５は、燃料電池セル１１の電解質であり、燃料電池セルが発電するためイオン導電性を有する電解質の膜である。電解質中に、酸素イオンを輸送する酸素イオン導電体と、水素イオンを輸送する水素イオン導電体とがある。本実施例では、酸素イオン導電体である安定化ジルコニアである。
【００５２】
空気極２６は、燃料電池セル１１の空気極（カソード）である。電解質が酸素イオン導電体の場合、供給された酸化剤ガス２中の酸素をイオン化し、電解質へ供給するための触媒であり、電極でもある。電解質が水素イオン導電体の場合、電解質を経由して輸送される水素イオンと供給された酸化剤ガス２中の酸素とを結合させ、水を生成するための触媒であり、電極でもある。
【００５３】
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
【００５４】
インタコネクタ２７は、個々の燃料電池セル１１を接続するインタコネクタである。１本のセルチューブ３上においては、複数の燃料電池セル１１が直列に接続されている。インタコネクタは、その接続を行なっている導電性の膜である。インタコネクタ２７は、一方の燃料電池セル１１の燃料極２４と、隣接する他方の燃料電池セル１１の空気極２６とを接続する。電解質にかかっている部分が合っても良い。
【００５５】
保護膜２８は、インタコネクタ２７を保護する（特に高温酸化雰囲気から保護する）ための膜である。インタコネクタ２７全体を覆うように形成されている。材質は、金属の酸化物系の皮膜やセラミックスの膜である。
【００５６】
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を集電部Ａ２０ａへ引き出すためのリード線の役割をする膜である。この図上のリード膜２２には、後述の燃料電池セル１１から集電部の手前まである気密膜２３が積層されている。基体管２１の外周部の燃料電池セル１１のうち、最も一端部（上端部）寄りのものの空気極２６と接続している。そして、リード膜２２は、その空気極２６から基体管２１の外周部をその一端部（上端部）まで延び、更に引き続いて、基体管２１の内周部まで連続的に延びている。ただし、内周部については、集電部Ａ２０ａの範囲までである。周方向の幅は、発電する電力の大きさとそのリード膜２２の厚みにより、その抵抗が引き出し線として十分低くなるように決定する。基体管全面であっても、ある特定の幅であってもよい。
【００５７】
気密膜２３は、リード膜２２及び端部リード膜３５を保護する（特に高温酸化雰囲気から保護する）ための膜である。基体管２１の一端部（上端部）では、空気極２６から基体管２１の一端部（上端部）まで延びたリード膜２２全体を覆うように形成されている。ただし、集電部Ａ２０ａのリード膜２２部分には、形成されていない。また、基体管２１の他端部（下端部）では、燃料極２４から基体管２１の他端部（下端部）まで延びた端部リード膜３５全体を覆うように形成されている。ただし、シールキャップ１３の端部リード膜３５部分には、形成されていない。材質は、金属の酸化物系の皮膜やセラミックスの膜である。
【００５８】
集電部Ａ２０ａは、複数の燃料電池セル１１により発電された電力の一方の引き出し電極部である。燃料電池セル１１から延びるリード膜２２と接続し、一方で外部からの引き出し線とも接続し、両者の橋渡しをする。本実施例の集電部Ａ２０ａは、集電キャップＡ３１ａ（キャップ外周部３１ａ−１、キャップ内周部３１ａ−２、上板部３１ａ−３、キャップ端子部３１ａ−４）、リード線３２、導電性弾性部３３、弾性部３４の部分をいう。以下に説明する。
【００５９】
集電キャップＡ３１ａは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。集電キャップＡ３１ａは、ドーナッツ形状の上板部３１ａ−３と、上板部３１ａ−３の外周から基体管２１方向に延びる第１伸展部としてのキャップ外周部３１ａ−１と、上板部３１ａ−３の内周から基体管２１方向に延びる第２伸展部としてのキャップ内周部３１ａ−２とを有する。また、上版部３４の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続するための凸部であるキャップ端子部３１ａ−４が、上板部３１ａ−３の面と垂直上方に延びて付属している。ステンレスなどの金属を使用している。
【００６０】
リード線３２は、複数の燃料電池セル１１の１つに接続され、基体管２１上の端部に形成されたリード膜２２と集電キャップＡ３１ａを直接繋ぐリード線の役割を果たす部材である。金属線や、金属箔などを用いる。リード膜２２側の接続部分は、リード膜２２と金属ペーストなどで接続されている。そしてそれに加えて、導電性弾性部３３によりリード膜２２に強く押し付けられている。集電キャップＡ３１ａ側の接続部分は、集電キャップＡ３１ａの適当な部分（図では、上板部３１ａ−３の上部）に金属ペーストや導電性接着剤、ネジ等で接続されている。
【００６１】
第１導電性弾性部としての導電性弾性部３３は、キャップ外周部３１ａ−１のキャップ内周部３１ａ−２側の面上に設けられている。そして、集電キャップＡ３１ａと基体管２１との接合がずれないように保持し、かつ、リード線３２とリード膜２２との電気的接触を強固にするための部材である。また、リード膜２２とリード線３２と導電性弾性部３３と集電キャップＡ３１ａとの電気的接触を強固にするための部材でも有る。基体管２１の一端部（上端部）の外周部（リード膜２２あり）と、集電キャップＡ３１ａのキャップ外周部３１ａ−１の基体管２１側とが向い合い、その間にリード線３２と導電性弾性部３３が挟まれている。導電性弾性部３３は、筒状の構造を有している。金属（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）性のフエルトや網目構造のような弾性を有する材料及び構造である。上記の、電気的接触をより強固にする為に、金属ペースト（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）を各構成部分（リード膜２２、リード線３２、導電性弾性部３３、集電キャップＡ３１ａ）同士の接触部分へ塗布する。
【００６２】
第２弾性部としての弾性部３４は、キャップ内周部３１ａ−２のキャップ外周部３１ａ−１側の面上に設けられている。集電キャップＡ３１ａと基体管２１との接合がずれないように保持するための部材である。電気的接触を強固にする意味合いも有る。基体管２１の一端部（上端部）の内周部と、集電キャップＡ３１ａのキャップ内周部３１ａ−２の基体管２１側とが向い合い、その間に弾性部３４が挟まれ、筒状の構造を有している。金属性のフエルトや網目構造のような弾性を有する材料及び構造である。
【００６３】
上記集電部Ａ２０ａにおいては、上板部３１ａ−３が基体管２１の一端部に被せられるとき、導電性弾性部３３がリード線３２とリード膜２２に電気的かつ機械的に接続され、かつ弾性部３４が基体管２１の内側面に機械的に接続される。
【００６４】
なお、管板Ｂ７、断熱材１０、については、図２に示すものと同一であるので、その説明は省略する。
【００６５】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図２を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、各燃料注入管１２に対してばらつきの無い流量で流入する。
【００６６】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、燃料注入管１２を進み、燃料注入管１２の下端（他端）から出たところでセルチューブ３の下端部（他端部）であるシールキャップ１３にぶつかる。そして、そこからセルチューブ３内で燃料注入管１２の外側を、セルチューブ３の上端部（一端部）へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【００６７】
図１の場合、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ａ２０ａ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電接合部１９側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電子は、 −集電接合部１９−取出し電線（図示せず）−外部の負荷（図示せず）−集電キャップＡ３１ａ−リード線３２−リード膜２２−燃料電池セル１１（空気極２６−電解質２５−燃料極２４）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜３５−集電接合部１９− のように流れる。従って、電流は、その逆に流れる。
【００６８】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の上端（一端）から排出室９へ移動する。そして、ガス排出口９−１から排ガス処理部へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４より外部へ移動し、排ガス処理部へ送られる。排ガス処理部３７では、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【００６９】
以上のプロセスにおいて、集電キャップＡ３１ａは、導電性弾性部３３及び弾性部３４により、セルチューブ３上のリード膜２２と導電性弾性部３３及びリード線３２に強固に電気的かつ機械的に接合しているので、電気的に切断することなく長期間に渡り安定的に電力を取出すことが可能となる。
【００７０】
（実施例２）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図２は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態に関わる燃料電池の概略図（断面図）である。燃料電池セル管としてのセルチューブ３、第二供給室としての酸化剤供給室４、管板Ａ６と管板Ｂ７とガス供給口８−１を有する第一供給室としての供給室８とガス排出口９−１を有する排出室９とを有するヘッダ５、断熱材１０、燃料注入管１２、集電部Ａ２０ａからなる。なお、図２の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【００７１】
また、図３は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態を示す構成図（断面図）である。管板Ｂ７、断熱材１０、シールキャップ１３、押えリングＢ１６、集電接合部１９、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とを有する燃料電池セル１１、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電キャップ３１である集電キャップＢ３１ｂと導電性弾性部３３とを有する集電部Ａ２０ａ、端部リード膜３５からなる。
【００７２】
従来の技術（図１５）では、基体管２１の一端部（上端部）の内周部において、リード膜１１５と集電接合部１１６と集電キャップ１１３との接合により、電流を集電していた。本発明においては、図３に示す様に、内周部には集電キャップＢ３１ｂの部分を作らず、集電キャップＢ３１ｂの保持及び集電自体は、外周部において導電性弾性部３３を設けて行なうようにし、更に接合の確実性を向上させたことが、従来の技術と大きく異なる点である。接合特性を向上させることにより、抵抗ロスや不要な発熱を防止することができ、安定的な接合を維持することが可能となる。また、セルチューブ３に関しては従来引張荷重であった接合部が圧縮荷重になるので、セルチューブ３が破損し難くなる（集電キャップは破損したとしても低コストの損失で済む）。
【００７３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図２に関わる各構成については、実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００７４】
次に、図３を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ａ２０ａについて説明する。図中、図２に示す燃料注入管１２及びセルチューブ３から電力を引き出す線については、省略している。
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を外部に引き出すための引き出し線の役割をする膜である。基体管２１の外周部の燃料電池セル１１のうち、最も一端部（上端部）寄りのものの空気極２６（後述）と接続している。そして、リード膜２２は、その空気極２６から基体管２１の外周部をその一端部（上端部）まで延びている。周方向の幅は、発電する電力の大きさとその厚みにより、その部分の抵抗が引き出し線として十分低くなるように決定する。発電基体管全面であっても、ある特定の幅であってもよい。
【００７５】
基体管２１、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８は、実施例１で説明したものと同様であるので、その説明は省略する。なお、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
【００７６】
本実施例の集電部Ａ２０ａは、集電キャップＢ３１ｂ（キャップ外周部３１ｂ−１、キャップ内周部３１ｂ−２、中板部３１ｂ−３）、導電性弾性部３３の部分をいう。
【００７７】
集電キャップＢ３１ｂは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。集電キャップＢ３１ｂは、ドーナッツ形状の中板部３１ｂ−３と、中板部３１ｂ−３の外周から基体管２１方向に延びる第１伸展部としてのキャップ外周部３１ｂ−１と、中板部３１ｂ−３の内周から基体管２１と反対方向に延びる第２伸展部としてのキャップ内周部３１ｂ−２とを有する。また、キャップ内周部３１ｂ−２は、外部と接続する配線を接続するための凸部である。集電キャップＢ３１ｂは、ステンレスなどの金属を使用している。
【００７８】
導電性弾性部３３は、キャップ外周部３１ｂ−１のキャップ内周部３１ｂ−２側の面上に設けられている。集電キャップＢ３１ｂと基体管２１との接合がずれないように保持し、かつ、リード膜２２と導電性弾性部３３と集電キャップＢ３１ｂとの電気的接触を強固にするための部材でも有る。基体管２１の一端部（上端部）の外周部（リード膜２２あり）と、集電キャップＢ３１ｂのキャップ外周部３１ｂ−１の基体管２１側とが向い合い、その間に導電性弾性部３３が挟まれている。導電性弾性部３３は、筒状の構造を有している。金属（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）性のフエルトや網目構造のような弾性を有する材料及び構造である。上記の、電気的接触をより強固にする為に、金属ペースト（パラジウム、白金、金、ニッケルなど）を各構成部分（リード膜２２、導電性弾性部３３、集電キャップＢ３１ｂ）同士の接触部分へ塗布する。
【００７９】
上記集電部Ａ２０ａは、中板部３１−３が基体管２１の一端部に被せられるとき、導電性弾性部３３がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。
【００８０】
なお、管板Ｂ７、断熱材１０、シールキャップ１３、押えリングＢ１６，集電接合部１９、端部リード膜３５については、図２に示すものと同一であるので、その説明は省略する。
【００８１】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。
図２を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、各燃料注入管１２に対してばらつきの無い流量で流入する。
【００８２】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、燃料注入管１２を進み、燃料注入管１２の下端（他端）から出たところでセルチューブ３の下端部（他端部）であるシールキャップ１３にぶつかる。そして、そこからセルチューブ３内で燃料注入管１２の外側を、セルチューブ３の上端部（一端部）へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【００８３】
図３の場合、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ａ２０ａ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電接合部１９側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電子は、 −集電接合部１９−取出し電線（図示せず）−外部の負荷（図示せず）−集電キャップＢ３１ｂ−リード膜２２−燃料電池セル１１（空気極２６−電解質２５−燃料極２４）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜３５−集電接合部１９− のように流れる。従って、電流は、その逆に流れる。
【００８４】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の上端（一端）から排出室９へ移動する。そして、ガス排出口９−１から排ガス処理部へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４より外部へ移動し、排ガス処理部へ送られる。排ガス処理部３７では、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【００８５】
以上のプロセスにおいて、集電キャップＢ３１ｂは、導電性弾性部３３により、セルチューブ３上のリード膜２２と導電性弾性部３３に強固に機械的かつ電気的に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。
【００８６】
（実施例３）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、管板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【００８７】
ガス供給口３８−１から供給室３８に供給された燃料ガス１が、セルチューブ３の一端部に達する。そして、燃料ガスは、セルチューブ３の内側を他端部に向かって流れる。その途中で、セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セルに供給される。酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１にてセルチューブ３の外側に供給され、燃料電池セルに供給される。そして、両ガスと燃料電池セルとにより発電がなされる。
【００８８】
また、図５は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成に関わるセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）の構成を示す概略図（断面図）である。セルチューブ３、燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ、管板Ｃ３６、断熱材４０、セル支持部４０−１、充填材４２から成る。本図面においては、発電を行なう燃料電池セル１１同士の接合や、燃料電池セル１１と集電に関わる部分（集電部Ｂ２０ｂなど）の詳細については省略している。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図５と同様であるので、その説明は省略する。
【００８９】
セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セル１１により発電された電力は、供給室３８側の集電部Ｂ２０ｂの電極と、排出室３９側の集電部Ｃ２０ｃの電極とから外部に取出される。
【００９０】
また、図６は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態を示す構成図（断面図）である。集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について示す。管板Ｃ３６，セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＢ３０ｂからなる。
【００９１】
また、図７は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図７については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図６と同様であるので、その説明は省略する。
【００９２】
本実施例では、燃料電池が横置きとなる。すなわち、セルチューブ３は横置きであり、断熱材４０によって、２点で支持されている。そして、供給室３８側の管板Ｃ３６及び排出室３９側の管板Ｄ３７の２点でガスシールされている。すなわち、２点でセルチューブを支持しつつ、支持している断熱材とは別にシール専用の部材を導入している。燃料ガス１は、供給室３８からセルチューブ３に進入し、排出室３９へ排出されるという一方向（ワンスルー）のガスの流れである。従って、燃料注入管が不用な構造である。
更に、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＢ３０ｂが、金属のクリップのような形状となり、非常に簡便な構造となっている。従って、作製が容易で低コストである。また、部品点数が少なく信頼性がより向上する。以上の点が、従来例と異なる。
【００９３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４を参照して、まず燃料電池全体について説明する。燃料電池セル管としてのセルチューブ３は、多孔質セラミックスの基体管の外周面に燃料電池セルを形成された、燃料電池を構成する円筒型の管である。セルチューブ３は、第１端部としての一端部を供給室３８（後述）に、第２端部としての他端部を排出室３９（後述）に嵌合され、支持されている。そして、一端部が供給室３８（後述）と、他端部が排出室３９（後述）とガスの出入りが出来るように開放されている。内部に、実施例１〜実施例２にある燃料注入管を含んでいない。
基体管の長手方向の一定の幅毎に、外周面上に燃料極、電解質、空気極が順に積層され、燃料電池セルを形成している（後述）。燃料ガス１が、セルチューブ３の一端よりセルチューブ３の内部に供給され、セルチューブ３の厚み方向に孔中を拡散し燃料極に達し、セルチューブ３の外側を流れる酸化剤ガス２と共に発電に寄与する。発電された電力は、集電部Ｂ２０ｂ及び集電部Ｃ２０ｃから集電される。
【００９４】
第１供給室としての供給室３８は、セルチューブ３の一端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の供給を受けるためのガス供給口３８−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｃ３６（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。そして、管板Ｃ３６により酸化剤供給室４１（後述）と隔てられている。セルチューブ３は、供給室３８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ｃ３６と連結、接合している。複数存在する各セルチューブ３へ、均等に燃料ガス１を供給する、ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【００９５】
排出室３９は、セルチューブ３の他端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。使用済みの燃料ガス１（後述）の排出を行なうためのガス排出口３９−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｄ３７（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。そして、管板Ｄ３７により酸化剤供給室４１（後述）と隔てられている。セルチューブ３は、セルチューブ３から排出される使用済み燃料ガス１を収集可能なように管板Ｄ３７と連結、接合している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【００９６】
第２供給室としての酸化剤供給室４１は、供給室３８（の管板Ｃ３６）と排出室３９（の管板Ｄ３７）との間にあり、それらと隔離され、セルチューブ３を含んでいる。セルチューブ３に酸化剤ガス２を供給する室である。そして、内部の管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７の近傍に、断熱材４０を固定している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【００９７】
第１仕切板としての管板Ｃ３６は、供給室３８の一方の面の板であり、供給室３８と酸化剤供給室４１とを仕切る。セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。セルチューブ３と、セルチューブ３の一端部でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。接合部分は、管板Ｃ３６とセルチューブ３との隙間からガスをリークさせないために、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を吸収することが可能なように、ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板のような柔軟性のある部材を使用する。必要に応じて、ガスタイト性を確保するために、充填剤を用いて、リークを完全に抑えるようにする。
【００９８】
第２仕切板としての管板Ｄ３７は、排出室３９の一方の面の板であり、排出室３９と酸化剤供給室４１とを仕切る。セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。セルチューブ３と、セルチューブ３の他端部でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。接合部分は、管板Ｄ３７とセルチューブ３との隙間からガスをリークさせないために、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を吸収することが可能なように、ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板のような柔軟性のある部材を使用する。必要に応じて、ガスタイト性を確保するために、充填剤を用いて、リークを完全に抑えるようにする。
【００９９】
断熱材４０は、管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７の近傍であって、供給室３８及び排出室３９の外側の酸化剤供給室４１内に固定されている。そして、セルチューブ３上の両端部の燃料電池セルが無い部分において、セルチューブ３を支持している。また、セルチューブ３の発電側の熱を遮断し、管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７、あるいは、セルチューブ３と管板Ｃ３６又は管板Ｄ３７との接合部であるガスシール部分について、熱的に保護する。材料としては、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、シリカ、アルミナ、マグネシアなどを主成分とする多孔体などである。
【０１００】
集電部Ｂ２０ｂは、燃料電池セル１１（後述）で発電された電力を取り出すための集電用端子である。詳細は後述する。
また、集電部Ｃ２０ｃは、燃料電池セル１１（後述）で発電された電力を取り出すための集電用端子である。詳細は後述する。
【０１０１】
なお、第一ガスとしての燃料ガス１は、水素、メタン等の燃料ガス１と水蒸気との混合ガスである。
また、第二ガスとしての酸化剤ガスは、酸素、空気、あるいはそれらを含む混合ガスである。
【０１０２】
次に、図５を参照して、セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として金属コネクタＢ３０ｂについて説明する。なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図５と同様であるので、その説明は省略する。
図５は、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺部を示す図（断面図）である。セルチューブ３の一端側、燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ、リード膜２２、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填剤４２、からなる。
【０１０３】
集電部Ｂ２０ｂは、複数の燃料電池セル１１により発電された電力の一方の引き出し電極部である。燃料電池セル１１から延びるリード膜２２（後述）と接続し、一方で外部からの引き出し線とも接続し、両者の橋渡しをする。詳細は後述する。
【０１０４】
燃料電池セル１１は、セルチューブ３上の外周面に形成された燃料電池セルである。燃料極２４、電解質２５、空気極２６とから成る。一個で一つの発電可能な電池を形成している。セルチューブ３の内部の燃料ガス１が、セルチューブの壁面（側面）を外方へ拡散し、表面の電池のアノード電極（燃料極２４）に達し、一方、セルチューブ３の外部の酸化剤ガス２が、電池表面のカソード電極（空気極２６）に達し、発電が行なわれる。詳細は、後述する。
なお、複数の燃料電池セル１１が集まった領域（集合）を燃料電池セル部という。
【０１０５】
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を集電部Ｂ２０ｂ又は集電部Ｃ２０ｃへ引き出すためのリード線の役割をする膜である。この図上のリード膜２２には、後述の燃料電池セル１１から集電部の手前まである気密膜２３が積層されている。しかし、図上では省略している。詳細は後述する。
【０１０６】
断熱材４０がセルチューブ３を支持している個所であるセル支持部４０−１に隙間があるのは、セル支持部４０−１の直径が、セルチューブ３の直径よりもやや大きい程度（前述）であるからである。その場合、セルチューブ３の支持は、セルチューブ３から見て下側のセル支持部４０−１の面で行なう。別の支持方法として、ガラスウールや石綿のような耐熱性で変形容易な（あるいは弾性体のような性質を持つ）材料をその隙間に埋め込む、などで実施可能である。断熱材４０のその他の詳細は図８及び図９における説明の通りであるので省略する。
【０１０７】
管板Ｃ３６は、セルチューブ３を通す孔の部分が、ガスシールを行なう接合部を形成する。管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の直径を、セルチューブ３の直径より、やや小さくする。すなわち、図５で示すように管板Ｃ３６の孔部にセルチューブ３を通した時、管板Ｃ３６の孔部の内周部分が、セルチューブ３を通した方向に内側に変形し、セルチューブ３の外周部と管板Ｃ３６の孔部の内周部分が密着する程度である。セルチューブ３を通すにあたっては、深絞り加工などのプレスにより事前に通し易くしておいてもよい。
【０１０８】
管板Ｃ３６の孔部の内周部分は、セルチューブ３と密接する際、供給室３８側への湾曲に伴う管板Ｃ３６の孔部の内周部分の弾性力により密着し、ガスシール性を発揮する。それと同時に、管板Ｃ３６は、ステンレスなどの薄い金属の板を使用しているので、その弾性力により可動性、振動及び衝撃吸収性が発揮される。すなわち、管板Ｃ３６（薄い金属板）は、その伸縮自在性により、上下方向に可動である他、前後左右の横方向や、斜め上下方向にもある程度の範囲まで可動である。
管板Ｃ３６の他の部分は図４で示した管板Ｃ３６と同一であるのでその説明は省略する。
【０１０９】
充填材４２は、セルチューブ３と管板Ｃ３６の孔部とが接触する付近の隙間がある可能性がある領域に充填されるガスシール材である。その隙間を埋め、供給室３８の燃料ガス１と、供給室３８の外側の酸化剤ガス２との間をガスシールする。セルチューブ３を管板Ｃ３６に通す時、グランドパッキンを施工しておく方法や、その周辺の最高使用温度に合わせたハンダをする方法、最高使用温度がそれほど高く無い場合には樹脂などを埋め込む方法が使用できる。
【０１１０】
セルチューブ３は、図４のセルチューブ３と同一であるので説明は省略する。ただし、図中には、燃料電池部分及び電極部分の詳細を示していない。
【０１１１】
次に、図６を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。
基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
また、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２についても、図５で説明した通りなので、その説明を省略する。
【０１１２】
金属コネクタＢ３０ｂは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。金属コネクタＢ３０ｂは、円筒形状の接続部３０ｂ−４と、接続部３０ｂａ−４の一端部から基体管２１方向に斜めに広がるように延び、その広がった部分の直径が基体管２１の外径よりも大きな斜口部３０ｂ−２と、斜口部３０ｂ−２の基体管２１の側から基体管２１方向に基体管２１と概ね平行に延びる筒部３０ｂ−３と、筒部３０ｂ−３の基体管２１の側から基体管２１の方向と逆方向へと湾曲し、その曲がった先が基体管２１の方向と逆方向で、基体管２１と平行か又は基体管２１から離れる方向である押え部３０ｂ−１とを有する。そして、金属コネクタＢ３０ｂが基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３０ｂ−１がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。また、接続部３０ｂａ−４の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続する。ステンレスなどの金属を使用している。
【０１１３】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、金属コネクタＢ３０ｂ（接続部３０ｂ−４、斜口部３０ｂ−２、筒部３０ｂ−３、押え部３０ｂ−１）をいう。
【０１１４】
なお、図７については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図６と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１５】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１１６】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１１７】
図４、図６、図７の場合、図４の供給室３８側が図６、排出室３９側が図７に対応しているとすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−外部の負荷（図示せず）−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１１８】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１１９】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属コネクタＢ３０ｂの弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。また、容易に脱着が可能であり、加えて、部品点数が少なく、低コストかつ高信頼性を有する。
【０１２０】
（実施例４）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、管板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【０１２１】
また、図５は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成に関わるセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）の構成を示す概略図（断面図）である。セルチューブ３、燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ、管板Ｃ３６、断熱材４０、セル支持部４０−１、充填材４２から成る。本図面においては、発電を行なう燃料電池セル１１同士の接合や、燃料電池セル１１と集電に関わる部分（集電部Ｂ２０ｂなど）の詳細については省略している。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図５と同様であるので、その説明は省略する。
【０１２２】
また、図８は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態を示す構成図（断面図）である。集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について示す。管板Ｃ３６，セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＣ３０ｃからなる。
【０１２３】
また、図９は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図９については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図８と同様であるので、その説明は省略する。
【０１２４】
本実施例では、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＣ３０ｃが、金属のクリップのような形状であるが、基体管２１の内側で燃料電池セル１１から延びるリード膜２２と接合している点が、実施例３と異なる。
【０１２５】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４及び図５に関わる各構成については、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１２６】
次に、図８を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１及び集電部Ｂ２０ｂ（供給室３８側）について説明する。
基体管２１、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
また、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０、充填材４２についても、図５で説明した通りなので、その説明を省略する。
【０１２７】
リード膜２２は、複数の燃料電池セル１１で発電した直流電力の一方の極を引き出すための引き出し線の役割をする膜である。基体管２１の外周部の燃料電池セル１１のうち、最も一端部（上端部）寄りのものの空気極２６と接続している。そして、リード膜２２は、その空気極２６から基体管２１の外周部をその一端部まで延び、更に引き続いて、内周部まで連続的に延びている。ただし、内周部については、集電部Ｂ２０ｂの範囲までである。内周方向の幅は、発電する電力の大きさとその厚みにより、その部分の抵抗が引き出し線として十分に低くなるように決定する。発電基体管全面であっても、ある特定の幅であってもよい。
【０１２８】
金属コネクタＣ３０ｃは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。金属コネクタＣ３０ｃは、平らなリング状の接続部３０ｃ−３と、接続部３０ｃ−３の内周部から基体管２１方向に基体管２１と平行に延びる円筒型の筒部３０ｃ−２と、筒部３０ｃ−２の基体管２１の側から基体管２１方向に斜めに広がるように延び、外側に弓なりに膨らみ、膨らんだ先の直径が基体管２１の内径よりも小さい押え部３０ｂ−１とを有する。そして、金属コネクタＢ３０ｂが基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３０ｂ−１がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。また、接続部３０ｂａ−３の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続する。ステンレスなどの金属を使用している。
【０１２９】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、金属コネクタＣ３０ｃ（接続部３０ｃ−３、筒部３０ｃ−２、押え部３０ｃ−１）をいう。
【０１３０】
なお、図９については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図８と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３１】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１３２】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１３３】
図４、図８、図９の場合、図４の供給室３８側が図８、排出室３９側が図９に対応しているとすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−外部の負荷（図示せず）−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１３４】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１３５】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属コネクタＣ３０ｃの弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。また、容易に脱着が可能であり、加えて、部品点数が少なく、低コストかつ高信頼性を有する。
【０１３６】
（実施例５）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【０１３７】
ガス供給口３８−１から供給室３８に供給された燃料ガス１が、セルチューブ３の一端部に達する。そして、燃料ガスは、セルチューブ３の内側を他端部に向かって流れる。その途中で、セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セルに供給される。酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１にてセルチューブ３の外側に供給され、燃料電池セルに供給される。そして、両ガスと燃料電池セルとにより発電がなされる。
【０１３８】
また、図１０は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成に関わるセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂその周辺（供給室３８側）の構成を示す概略図（断面図）である。図１０は、セルチューブ３、燃料電池セル１１、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａ、管板Ｃ３６、断熱材４０、セル支持部４０−１、から成る。本図面においては、発電を行なう燃料電池セル１１同士の接合や、燃料電池セル１１と集電に関わる部分の詳細については省略している。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１０と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３９】
セルチューブ３の外周部に形成された燃料電池セル１１により発電された電力は、供給室３８側の集電部Ｂ２０ｂの電極と、排出室３９側の集電部Ｃ２０ｃの電極とから外部に取出される。
【０１４０】
また、図１１は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態を示す構成図（断面図）である。基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａ、セル支持部４０−１を有する断熱体４０からなる。
【０１４１】
また、図１２は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図１２については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図１１と同様であるので、その説明は省略する。
【０１４２】
本実施例では、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａが、電球や蛍光灯のソケットような形状である点、管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７が集電材となりガス供給口３８−１及びガス排出口３９−１が外部への取り出し電極となる点が、実施例３や実施例４と異なる。
【０１４３】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４にいおて、第１供給室としての供給室３８は、セルチューブ３の第１端部としての一端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。燃料ガス１（後述）の供給を受けるためのガス供給口３８−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｃ３６（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。セルチューブ３は、供給室３８に入った燃料ガス１がセルチューブ３へ供給されるように管板Ｃ３６と連結、接合している。複数存在する各セルチューブ３へ、均等に燃料ガス１を供給する、ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【０１４４】
第１仕切板としての管板Ｃ３６は、燃料電池セルで発電した電力を取り出すための、供給室３８側の端子となっており、それに伴い、供給室３８全体が端子となり、ガス供給口３８−１が外部への一方の取出し電極となる。それ以外の管板Ｃ３６は、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４５】
排出室３９は、セルチューブ３の第２端部としての他端部にあり、中空の直方体や円柱状等の形をしているガス分配室である。本実施例では、直方体である。使用済みの燃料ガス１（後述）の排出を行なうためのガス排出口３９−１を有する。内部にガスの流れを整える整流板のような機構（図示せず）が付属している場合も有る。一方の面は管板Ｄ３７（後述）であり、セルチューブ３が取付けられている。セルチューブ３は、セルチューブ３から排出される使用済み燃料ガス１を収集可能なように管板Ｄ３７と連結、接合している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【０１４６】
第２仕切板としての管板Ｄ３７が、燃料電池セルで発電した電力を取り出すための、排出室３９側の端子となっており、それに伴い、排出室３９全体が端子となり、ガス排出口３９−１が外部への他方の取出し電極となる。それ以外の管板Ｄ３７は、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４７】
第２供給室としての酸化剤供給室４１は、供給室３８（の管板Ｃ３６）と排出室３９（の管板Ｄ３７）との間にあり、それらと隔離され、かつ、電気的に絶縁されている。また、セルチューブ３を含んでいるが、それとも電気的に絶縁されている。セルチューブ３に酸化剤ガスを供給する室である。そして、内部の管板Ｃ３６及び管板Ｄ３７の近傍に、断熱材４０を固定している。ステンレスや耐熱合金などの金属製の室である。
【０１４８】
図４に関わるその他の各構成については、実施例３と同様であるのでその説明を省略する。
【０１４９】
次に、図１０を参照して、セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として金属コネクタＡ３０ａについて説明する。なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１０と同様であるので、その説明は省略する。
図１０は、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺部を示す図（断面図）である。セルチューブ３の一端側、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａ、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、管板Ｃ３６、セル支持部４０−１を有する断熱材４０からなる。
【０１５０】
管板Ｃ３６は、供給室３８の一方の面の板であり、セルチューブ３を接続するための孔が（セルチューブ３の数だけ）開口している。セルチューブ３と、セルチューブ３の一端部でガスの出入りが出来るように連結し、開放されて接合している。接合部分は、管板Ｃ３６とセルチューブ３との隙間からガスをリークさせないために、応力などによる位置ずれや振動や衝撃を吸収することが可能なように、ステンレスや耐熱合金などの薄い金属製の板のような柔軟性のある部材を使用する。必要に応じて、ガスタイト性を確保するために、充填剤やペースト材、シール材灯を用いて、リークを完全に抑えるようにする。
【０１５１】
また、本実施例においては、集電部Ｂ２０ｂでの管板Ｃ３６の機能として、第１ソケットとしてのメネジ構造を有するソケットである接合部３６−１を持たせている（保持部３６−２は、管板Ｃ３６の残りの部分）。すなわち、セルチューブ３には、オネジ構造を有するソケットの端子である第１金属コネクタとしての供給室３８側の金属コネクタＡ３０ａを取付け、それを管板Ｃ３６にねじ込む形を取る。
第１ソケットとしての接合部３６−１は、管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の内周部から、セルチューブ３と反対の側に、セルチューブ３と同軸となるように延びる円筒である。円筒の平坦部分はどちらも開口している。そして、管板Ｃ３６との接合部分から、セルチューブ３から離れる方向に、円筒の側面部の円周に沿って、らせん状に、円筒の外側に向けて形成された一本の溝を有している。すなわち、メネジ構造になっている。これは、オネジ構造（電球や蛍光灯の端部のソケット構造）の金属コネクタＡ３０ａ（後述）と接続する為である。
そして、管板Ｃ３６全体で、接続されている各セルチューブ３の金属コネクタＡ３０ａから集電され、ガス供給口３８−１から外部へ取出される。
【０１５２】
第１金属コネクタとしての供給室３８側の金属コネクタＡ３０ａは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。詳細は後述する。
【０１５３】
断熱材４０（セル支持部４０−１を含む）、セルチューブ３、第一ガスとしての燃料ガス１、第二ガスとしての酸化剤ガス２、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、断熱材４０は、実施例３と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５４】
次に、図１１を参照して、セルチューブ３上の燃料電池セル１１、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として金属コネクタＡ３０ａについて説明する。
基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
また、セル支持部４０−１を有する断熱材４０についても、図４で説明した通りなので、その説明を省略する。
【０１５５】
金属コネクタＡ３０ａは、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極であり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。セルチューブ３と同軸をなす形状を有する。金属コネクタＡ３０ａは、円筒である接続部３０ａ−４と、接続部３０ａ−４の基体管２１側の一端部から基体管２１方向に延び、側面部の円周に沿ってらせん状に、側面部の外側に向けて形成された一本の溝を有する（オネジ状＝電球や蛍光灯の端部のソケット状の）円筒であるネジ部３０ａ−２と、ネジ部３０ａ−２の基体管２１側の一端部から概ね基体管２１方向に、基体管２１の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部３０ａ−１と、押え部３０ａ−１の一端側から概ね基体管２１の外周面に沿って延びる、直径が、その表面に形成された膜を含めた基体管２１の直径よりもやや大きな円筒であるカバー部３０ａ−３とを有する。そして、金属コネクタＡ３０ａが基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３０ａ−１がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。また、接続部３０ａ−４の基体管２１と反対側には、外部と接続する配線を接続する。ステンレスなどの金属を使用している。
【０１５６】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、金属コネクタＡ３０ａ（接続部３０ａ−４、ネジ部３０ａ−２、カバー部３０ａ−３、押え部３０ａ−１）をいう。
【０１５７】
なお、図１２については、管板が、第２仕切板としての管板Ｄ３７であり、第２ソケットとしてのメネジ構造を有するソケットである接合部３６−１を有する。そして、第２金属コネクタとしての排出室３９側の金属コネクタＡ３０ａを有する。そして、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びている。しかし、それ以外は図６と同様であるので、その説明は省略する。
【０１５８】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１５９】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１６０】
図４、図１１及び図１２の場合、図４の供給室３８側が図１１、排出室３９側が図１２に対応しているとすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−ガス供給口３８−１−外部の負荷（図示せず）−ガス排出口３９−１−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１６１】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１６２】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属コネクタＡ３０ａの弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。また、容易に脱着が可能であり、加えて、部品点数が少なく、低コストかつ高信頼性を有する。
【０１６３】
（実施例６）
本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態に関して、図面を参照して説明する。
図４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の構成を示す図（断面図）であり、燃料電池は、燃料電池セル管としてのセルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃ、板Ｃ３６、管板Ｄ３７、ガス供給口３８−１を有する第一供給室としての供給室３８、ガス排出口３９−１を有する排出室３９、断熱材４０、第二供給室としての酸化剤供給室４１からなる。なお、図４の構成は、図示しない断熱及びガスリークの安全性を考慮した容器内に設置されている。また、本図面においては、集電に関する詳細な構成について、省略している。
【０１６４】
また、図１３は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態を示す構成図（断面図）である。セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂその周辺（供給室３８側）の概略図（断面図）の構成を示す図である。図１４は、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）、基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、インタコネクタ２７、保護膜２８、集電部Ｂ２０ｂである押え部３６−３と保持部３６−４を有する管板Ｃ３６断熱材４０、セル支持部４０−１、から成る。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１０と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６５】
また、図１４は、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態を示す構成図（断面図）である集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）について示す。図１４については、管板が、管板Ｄ３７であることと、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びていること以外は図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６６】
本実施例では、集電部Ｂ２０ｂである金属コネクタＡ３０ａが、焼きばめ法により形成された形状である点が、実施例５と異なる。
【０１６７】
以下に各構成を詳細に説明する。
図４に関わる各構成については、実施例５と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６８】
図１３を参照して、セルチューブ３、集電部Ｂ２０ｂ及びその周辺（供給室３８側）について説明する。本実施例では、集電部Ｂ２０ｂの一つの実施の形態として管板Ｃ３６のセルチューブ３との接合部分について説明する。
なお、集電部Ｃ２０ｃ及びその周辺（排出室３９側）については、管板が、管板Ｄ３７であること以外は図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６９】
第１仕切板としての管板Ｃ３６は、実施例５と同様である。しかし、本実施例においては、集電部Ｂ２０ｂとしての管板Ｃ３６の機能として、深絞り加工（プレス加工）法及び焼きばめ法（高温にした管板Ｃ３６にセルチューブ３を強制的に差込み、管板Ｃ３６が冷えて縮小しセルチューブ３を締付けることにより、セルチューブ３を強固に支持するようになる）により、管板Ｃ３６自身がセルチューブ３を締付け、リード膜２２と接続し電力を取出す為の一方の第１取付部としての端子（押え部３６−３）となる。押え部３６−３以外の管板Ｃ３６は、保持部３６−４である。
【０１７０】
また、管板Ｃ３６は、セルチューブ３の燃料電池の一方の引き出し電極でもあり、燃料電池を外部と電気的に接続するための端子でもある。そして、その押え部３６−３は、管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の内周部から、セルチューブ３の側に、セルチューブ３と同軸となるように延びる円筒である。ただし、その側面は、管板Ｃ３６のセルチューブ３を通す孔の内周部から概ね基体管２１方向に、基体管２１の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる。保持部３６−４は、その他の管板Ｃ３６である。そして、押え部３６−３が基体管２１の一端部に被せられるとき、押え部３６−３がリード膜２２に電気的かつ機械的に接続される。
【０１７１】
断熱材４０（セル支持部４０−１を含む）、セルチューブ３、第一ガスとしての燃料ガス１、第二ガスとしての酸化剤ガス２は、実施例３と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７２】
基体管２１、リード膜２２、気密膜２３、燃料極２４、電解質２５、空気極２６、インタコネクタ２７、保護膜２８については、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。
上記の、燃料極２４と電解質２５と空気極２６とは、１組で一つの燃料電池セル１１を形成する。
【０１７３】
本実施例の集電部Ｂ２０ｂは、管板Ｃ３６の押え部３６−３をいう。
なお、図１４においては、管板が、第２仕切板としての管板Ｄ３７であり、第２取付部としての押え部３７を有する。そして、リード膜２２が空気極２６ではなく、燃料極２４から延びている。しかし、それ以外は図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【０１７４】
では、本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の動作に関して、図面を参照して説明する。
図４を参照して、このような構成をなす燃料電池において、供給室３８内に水素やメタンのような燃料ガス１が水蒸気と共にガス供給口３８−１から供給される。燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３の一端部から、ばらつきの無い流量で流入する。
【０１７５】
燃料ガス１（水蒸気を含む）は、セルチューブ３を他端部へ向けて流れる。このとき、セルチューブ３の壁面（側面）部分に燃料ガス１（水蒸気を含む）が拡散し、燃料電池セル１１（燃料極２４、電解質２５、空気極２６）の燃料極２４に達する。一方、酸化剤供給室４１内のセルチューブ３の外周面に沿って酸素や空気のような酸化剤ガス２が供給される。それらは燃料電池セル１１の空気極２６に達する。そして、燃料ガス１（水蒸気を含む）と酸化剤ガス２との電解質２５における電気化学的反応により、発電が行なわれ、電力が発生する。
【０１７６】
図１３、図１４の場合、供給室３８側が図１３、排出室３９側が図１４とすると、電池の正極は、空気極２６（カソード）であり、負極は、燃料極２４（アノード）である。すなわち、集電部Ｂ２０ｂ側がセルチューブ３の１本分の燃料電池の正極、集電部Ｃ２０ｃ側が負極となる。そして、供給される燃料ガス１、酸化剤ガス２、燃料極２４、電解質２５、空気極２６などの特性により定まる電圧を発生する。正極及び負極に負荷を接合すれば、電流が流れ、電力を取出すことが出来る。電流は、 −集電部Ｂ２０ｂ−ガス供給口３８−１−外部の負荷（図示せず）−ガス排出口３９−１−集電部Ｃ２０ｃ−リード膜２２（排気室３９側）−燃料電池セル１１（燃料極２４−電解質２５−空気極２６）−インタコネクタ２７−次の燃料電池セル１１−・・・−そのセルチューブでの最後の燃料電池セル１１−リード膜２２（供給室３８側）−集電部Ｂ２０ｂ− のように流れる。
【０１７７】
使用済みの燃料ガス１（改質された燃料ガス１）は、セルチューブ３の一端から排出室３９へ移動する。そして、ガス排出口３９−１から排ガス処理部３７へ送られる。一方、使用済みの酸化剤ガス２は、酸化剤供給室４１より外部へ移動し、排ガス処理部（図示せず）へ送られる。排ガス処理部３７は、上記の使用済み燃料ガス１及び酸化剤ガス２を混合し、触媒下で燃焼反応処理を行ない、無害化して外部へ排気する。
【０１７８】
以上のプロセスにおいて、集電部Ｂ２０ｂは、その金属の弾性によりセルチューブ３上のリード膜２２と強固に接合しているので、電気的に切断することなく安定的に電力を取出すことが可能となる。
【０１７９】
また、上記電極構造では、セルチューブ３及びその周辺部分の構造を簡単にすることが出来る。すなわち、部品点数を減らすことが出来、コストの削減につながる。加えて、部品点数が減ることにより、部品相互で拘束し合う関係が減少する為、設計の自由度の向上や部品の破損等の問題が減り、全体としての信頼性の向上にもつながる。
【０１８０】
また、実施例５及び実施例６にある集電部Ｂ２０ｂ、集電部Ｃ２０ｃは、図２で示される縦型の集電部Ａ２０ａにも使用できる。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明により、接触抵抗を低くするとともに、熱的な安定性（構造的、電気的）を高くすることが可能な集電機能を有する燃料電池システムを得ることが可能となる。
【０１８２】
また、本発明により、燃料電池における集電端子の接続及び取り外しが容易で、燃料電池セル管の脱着も容易な燃料電池システムを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第一〜二の実施の形態の構成に関する燃料電池の全体図である。
【図３】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第二の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三〜六の実施の形態の構成に関する燃料電池の全体図である。
【図５】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三〜四の実施の形態の集電部に関する図である。
【図６】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第三の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第四の実施の形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の集電部に関する図である。
【図１１】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成を示す図である。
【図１２】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第五の実施の形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の構成を示す図である。
【図１４】本発明である燃料電池、燃料電池システムおよびセラミックスと金属の電気的接合構造の第六の実施の形態の構成を示す図である。
【図１５】従来の技術の実施の形態の構成を示す図である。
【図１６】従来の技術の実施の形態の全体の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料ガス
２ 酸化剤ガス
３ セルチューブ
４ 酸化剤供給室
５ ヘッダ
６ 管板Ａ
７ 管板Ｂ
８ 供給室
８−１ ガス供給口
９ 排出室
９−１ ガス排出口
１０ 断熱材
１１ 燃料電池セル
１２ 燃料注入管
１３ シールキャップ
１６ 押えリングＢ
１９ 集電接合部
２０ 集電部
２０ａ 集電部Ａ
２０ｂ 集電部Ｂ
２０ｃ 集電部Ｃ
２１ 基体管
２２ リード膜
２３ 気密膜
２４ 燃料極
２５ 電解質
２６ 空気極
２７ インタコネクタ
２８ 保護膜
３０ 金属コネクタ
３０ａ 金属コネクタＡ
３０ａ−１ 押え部
３０ａ−２ ネジ部
３０ａ−３ カバー部
３０ａ−４ 接続部
３０ｂ 金属コネクタＢ
３０ｂ−１ 押え部
３０ｂ−２ 斜口部
３０ｂ−３ 筒部
３０ｂ−４ 接続部
３０ｃ 金属コネクタＣ
３０ｃ−１ 押え部
３０ｃ−２ 筒部
３０ｃ−３ 接続部
３１ 集電キャップ
３１ａ 集電キャップＡ
３１ａ−１ ギャップ外周部
３１ａ−２ ギャップ内周部
３１ａ−３ 上板部
３１ａ−４ ギャップ端子部
３１ｂ 集電キャップＢ
３１ｂ−１ ギャップ外周部
３１ｂ−２ ギャップ内周部
３１ｂ−３ 中板部
３２ リード線
３３ 導電性弾性体
３４ 弾性体
３５ 酸化剤供給室
３６ 管板Ｃ
３６−１ 接合部
３６−２ 保持部
３７ 管板Ｄ
３８ 供給室
３８−１ ガス供給室
３９ 排出室
３９−１ ガス排出口
４０ 断熱材
４０−１ セル支持体
４２ 酸化剤供給室
４２ 充填材
１１０ ヘッダ
１１０ａ 仕切板
１１０ｂ 排出室
１１０ｃ 供給室
１１０ｄ 底板
１１１ セルチューブ
１１２ 燃料注入管
１１３ 集電キャップ
１１４ シールキャップ
１１５ リード膜
１１６ 集電接合部
Claims (11)
- 直列に接続された複数の燃料電池セルを含み、筒型の基体管上に形成された燃料電池セル部と、
前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続され、前記基体管上の端部に形成されたリード膜と、
前記リード膜に接続される集電部とを具備し、
前記集電部は、
ドーナッツ形状の上板部と、
前記上板部の外周から前記基体管方向に延びる第１伸展部と、
前記上板部の内周から前記基体管方向に延びる第２伸展部と、
前記第１伸展部の前記第２伸展部側の面上に設けられた第１導電性弾性部と、
前記第２伸展部の前記第１伸展部側の面上に設けられた第２弾性部と、
少なくとも前記第１導電性弾性部と対向する位置で前記第１導電性弾性部に接続され、前記第１伸展部の前記第２伸展部側と反対の面上を上方に向かって延びるリード線とを具備し、
前記上板部が前記基体管の前記端部に被せられるとき、前記第１伸展部と前記基体管とにより前記第１導電性部材と前記リード膜と前記リード線とを挟み込むことで、前記第１導電性弾性部が前記リード線と前記リード膜に電気的かつ機械的に接続され、かつ前記第２弾性部が前記基体管の内側面に機械的に接続される燃料電池。 - 直列に接続された複数の燃料電池セルを含み、筒型の基体管上に形成された燃料電池セル部と、
前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続され、前記基体管上の端部に形成されたリード膜と、
前記リード膜に接続される集電部とを具備し、
前記集電部は、
ドーナッツ形状の中板部と、
前記中板部の外周から前記基体管方向に延びる第１伸展部と、
前記中板部の内周から前記基体管方向と反対の方向に延びる第２伸展部と、
前記第１伸展部の前記内周側の面上に設けられた導電性弾性部とを具備し、
前記中板部が前記基体管の前記端部に被せられるとき、前記導電性弾性部が前記リード膜に電気的かつ機械的に接続される燃料電池。 - 直列に接続された複数の燃料電池セルを含み、筒型の基体管上に形成された燃料電池セル部と、
前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続され、前記基体管上の端部に形成されたリード膜と、
前記リード膜に接続される金属コネクタとを具備し、
前記金属コネクタは、
円筒形状の接続部と、
前記接続部の前記基体管側の端から、直径が基体管の外径よりも大きくなるように前記基体管の側に斜めに広がるように延びる斜口部と、
前記斜口部の前記基体管側の端から前記基体管方向に延びる筒部と、
前記筒部の前記基体管側の端から前記基体管方向と逆方向へと湾曲し、前記湾曲した先端が前記基体管方向と逆方向で、前記基体管と平行か又は前記基体管から離れる方向である押え部とを具備し、
前記金属コネクタが前記基体管の前記端部に被せられるとき、前記押え部が前記リード膜に電気的かつ機械的に接続される燃料電池。 - 直列に接続された複数の燃料電池セルを含み、筒型の前記基体管上に形成された燃料電池セル部と、
前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続され、前記基体管上の端部において、前記基体管の外表面から端面を介して内表面までを覆うように形成されたリード膜と、
前記リード膜に接続される金属コネクタとを具備し、
前記金属コネクタは、
平らなリング状の接続部と、
前記接続部の内周部から前記基体管方向に延びる円筒型の筒部と、
前記筒部の前記基体管側の端から前記基体管方向に外側に弓なりに膨らみ、前記基体管の内径よりも直径が大きくなった後、膨らんだ先がすぼまり、前記すぼまりの先端の直径が前記基体管の内径よりも小さい押え部とを具備し、
前記金属コネクタが前記基体管の前記端部に被せられるとき、前記押え部が前記リード膜に電気的かつ機械的に接続される燃料電池。 - 内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガスを供給する第１供給室であり、第二番目の室は、前記第１ガスを排出する排出室であり、第三番目の室は、酸化剤ガスである第２ガスを供給する第２供給室であり、
内管と外管の二重管構造を有し、前記外管の外面に複数の燃料電池セルと前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続された第１リード膜とを形成した燃料電池セル管とを具備し、
前記燃料電池セル管の前記外管の一端部である第１端部は、前記第１リード膜に接続されたオネジ構造の第１金属コネクタを有し、
前記排出室と前記第２供給室とを仕切る仕切板は、前記第２供給室と反対の側へ延びるメネジ構造を有するソケットを有し、
前記第１端部が、前記仕切板において前記排出室に開放され、前記第１金属コネクタと前記ソケットとで接合され、
前記外管の他端部である第２端部は、前記第２供給室内へ延び、閉塞して、
前記燃料電池セル管の前記内管の一端部である第３端部は、前記第１供給室に開放されて接合され、
前記内管の他端部である第４端部は、前記第２端部近傍にまで延びる、
燃料電池システム。 - 内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガスを供給する第１供給室であり、第二番目の室は、酸化剤ガスである第２ガスを供給する第２供給室であり、第三番目の室は、前記第１ガスを排出する排出室であり、
基体管の外面に複数の燃料電池セルと前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続された第１リード膜とを形成した燃料電池セル管とを具備し、
前記燃料電池セル管の一端部である第１端部は、前記第１リード膜に接続されたオネジ構造の第１金属コネクタを有し、
前記第１供給室と前記第２供給室とを仕切る第１仕切板は、前記第２供給室と反対の側へ延びるメネジ構造を有する第１ソケットを有し、
前記第１端部が、前記第１仕切板において前記第１供給室に開放され、前記第１金属コネクタと前記第１ソケットとで接合され、
前記燃料電池セル管の他端部である第２端部は、前記排出室に開放されて接合される、
燃料電池システム。 - 前記燃料電池セル管は、前記複数の燃料電池セルの他方の端の１つに接続された第２リード膜を更に形成され、
前記第２端部は、前記第２リード膜に接続されたオネジ構造の第２金属コネクタを有し、
前記排出室と前記第２供給室とを仕切る第２仕切板は、前記第２供給室と反対の側へ延びるメネジ構造を有する第２ソケットを有し、
前記燃料電池セル管が、前記第２仕切板において前記排出室に開放され、前記第２金属コネクタと前記第２ソケットとで接合される、
請求項６に記載の燃料電池システム。 - 前記第１金属コネクタが、
円筒である接続部と、
前記接続部の一端部から前記第１端部方向に延びたオネジ構造を有する円筒であるネジ部と、
前記ネジ部の一端部から概ね前記第１端部方向に、前記燃料電池セル管の中心軸方向にやや湾曲しながら延びる押え部と、
前記押え部の一端部から概ね前記第１端部方向に、前記燃料電池セル管の外周面に沿って延びた円筒であるカバー部とを含み、
前記押え部が前記燃料電池セル管の前記第１端部に被せられるとき、前記押え部が前記第１リード膜に電気的かつ機械的に接続される、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の燃料電池システム。 - 内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガスを供給する第１供給室であり、第二番目の室は、前記第１ガスを排出する排出室であり、第三番目の室は、酸化剤ガスである第２ガスを供給する第２供給室であり、
内管と外管の二重管構造を有し、前記外管の外面に複数の燃料電池セルと前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続された第１リード膜とを形成した燃料電池セル管とを具備し、
前記排出室と前記第２供給室とを仕切る仕切板は、前記第２供給室の側へ延びる筒形状の取付部を有し、
前記外管の一端部である第１端部は、前記仕切板において前記排出室に開放され、前記取付部の前記筒の内側に嵌まることで接合されると共に、前記第１リード膜の外面と前記取付部の内面とが接続され、
前記外管の他端部である第２端部は、前記第２供給室内へ延び、閉塞して、
前記燃料電池セル管の前記内管の一端部である第３端部は、前記第１供給室に開放されて接合され、
前記内管の他端部である第４端部は、前記第２端部近傍にまで延びる、
燃料電池システム。 - 内部に連続して隣り合う三つの室が設けられた容器と、ここで、第一番目の室は、燃料ガスである第１ガスを供給する第１供給室であり、第二番目の室は、酸化剤ガスである第２ガスを供給する第２供給室であり、第三番目の室は、前記第１ガスを排出する排出室であり、
基体管の外面に複数の燃料電池セルと前記複数の燃料電池セルの一方の端の１つに接続された第１リード膜とを形成した燃料電池セル管とを具備し、
前記第１供給室と前記第２供給室とを仕切る第１仕切板は、前記第２供給室の側へ延びる筒形状の第１取付部を有し、
前記燃料電池セル管の一端部である第１端部は、前記第１仕切板において前記第１供給室に開放され、前記第１取付部の前記筒の内側に嵌まることで接合されると共に、前記第１リード膜の外面と前記取付部の内面とが接続され、
前記燃料電池セル管の他端部である第２端部は、前記排出室に開放されて接合される、
燃料電池システム。 - 前記燃料電池セル管は、前記複数の燃料電池セルの他方の端の１つに接続された第２リード膜を更に形成され、
前記排出室と前記第２供給室とを仕切る第２仕切板は、前記第２供給室の側へ延びる筒形状の第２取付部を有し、
前記燃料電池セル管の前記第２端部が、前記第２仕切板において前記排出室に開放され、前記第２取付部の前記筒の内側に嵌まることで接合されると共に、前記第２リード膜の外面と前記取付部の内面とが接続される、
請求項１０に記載の燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174871A JP5039260B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 燃料電池及び燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174871A JP5039260B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 燃料電池及び燃料電池システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002367632A JP2002367632A (ja) | 2002-12-20 |
| JP5039260B2 true JP5039260B2 (ja) | 2012-10-03 |
Family
ID=19016095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001174871A Expired - Lifetime JP5039260B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 燃料電池及び燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5039260B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4910347B2 (ja) | 2005-09-27 | 2012-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | スペーサを兼ねた集電電極を備えた燃料電池セルモジュール |
| JP5158557B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2013-03-06 | Ｔｏｔｏ株式会社 | 燃料電池セル構造部及びそれを含む燃料電池 |
| JP5299753B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2013-09-25 | Ｔｏｔｏ株式会社 | 燃料電池ユニット |
| JP2010055862A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Toto Ltd | 燃料電池ユニット |
| KR101109233B1 (ko) * | 2009-08-04 | 2012-01-30 | 삼성전기주식회사 | 집전가능한 매니폴드를 구비한 연료전지 |
| JP5168668B2 (ja) * | 2009-08-07 | 2013-03-21 | Ｔｏｔｏ株式会社 | 固体酸化物型燃料電池 |
| KR101178633B1 (ko) | 2010-07-15 | 2012-08-30 | 삼성에스디아이 주식회사 | 고체산화물 연료전지 |
| KR101162875B1 (ko) | 2010-11-19 | 2012-07-05 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료전지 셀 및 그 제조 방법 |
| JP6264692B2 (ja) * | 2014-07-14 | 2018-01-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 基体管の製造方法 |
| JP2018055914A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | Toto株式会社 | 固体酸化物形燃料電池セルスタック |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6377263U (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-23 | ||
| JPH0473867A (ja) * | 1990-07-16 | 1992-03-09 | Fujikura Ltd | 固体電解質型燃料電池の端部シール構造 |
| JPH04104475A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 円筒型固体電解質燃料電池 |
| JP2000133286A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-05-12 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 固体電解質型燃料電池セル及び発電モジュール |
| JP3611289B2 (ja) * | 1999-07-21 | 2005-01-19 | 三菱重工業株式会社 | 円筒型固体電解質燃料電池のセル |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001174871A patent/JP5039260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002367632A (ja) | 2002-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5161572B2 (ja) | 固体酸化物型燃料電池システム | |
| RU2415498C2 (ru) | Конфигурации батарей трубчатых твердооксидных топливных элементов | |
| US20030235745A1 (en) | Fuel cell stacking and sealing | |
| JPH09259910A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池とこれを用いた発電装置 | |
| US7659027B2 (en) | Fuel cell and fuel cell stack | |
| CN111403765B (zh) | 一种扁管型固体氧化物燃料电池的电池堆结构 | |
| JP5039260B2 (ja) | 燃料電池及び燃料電池システム | |
| CN105765776B (zh) | 单元堆装置、模块以及模块收容装置 | |
| JP5101775B2 (ja) | ユニット固体酸化物型燃料電池 | |
| JP4573526B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP3621849B2 (ja) | 燃料電池モジュール | |
| JP2000182642A (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP3912997B2 (ja) | 空気予熱構造 | |
| JPH03257760A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| TW200929671A (en) | Fuel cell unit and electronic device | |
| JPH11111314A (ja) | 固体電解質型燃料電池のカソード集電構造及び該集電構造を用いた固体電解質型燃料電池発電モジュール | |
| JP3706959B2 (ja) | 導電性チューブを挿入した円筒形固体電解質型燃料電池セルの構造、このセルを複数本束ねたバンドルの構造並びにこのバンドルを用いた発電モジュールの構造 | |
| JP2004119300A (ja) | 筒状固体酸化物形燃料電池発電装置 | |
| KR20190123818A (ko) | 환원 분위기의 집전판을 가지는 평관형 고체산화물 연료전지 스택 및 그 제작 방법 | |
| JP4942064B2 (ja) | 集電体及びそれを備えた固体酸化物型燃料電池スタック | |
| JP5318192B2 (ja) | 燃料電池スタックおよび燃料電池スタックを製造するための方法 | |
| JP4288919B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2000182649A (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| JP3046485B2 (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| JP2006004759A (ja) | 燃料電池の接続管の接続構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040624 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091112 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091125 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110202 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111007 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111124 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120615 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120709 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5039260 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |