JP5370710B2 - Cell unit and fuel cell stack using the same - Google Patents

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Description

本発明は、固体電解質型セルの２つの反応極に二種類のガスを互いに分離して流接させることによる発電を行うセルユニットとこれを用いた燃料電池スタックに関する。   The present invention relates to a cell unit that generates electric power by separating and flowing two kinds of gases into two reaction electrodes of a solid electrolyte cell and a fuel cell stack using the same.

セルユニットを接着・接合して積層する場合、その接着・接合部にはガスシール性と電気絶縁性が要求され、そのため、従来においては接着・接合材としてガラスを使用している。
しかしながら、ガラスは脆弱な材料であり、しかも急速な温度変化や振動に伴う割れが生じやすく、ガスシール性が阻害される虞がある。
特開２００４‐３１９２９１号公報 特開２００５‐３１７２９１号公報 When the cell units are bonded and bonded and laminated, the bonded and bonded portions are required to have gas sealing properties and electrical insulation, and thus glass is conventionally used as the bonding and bonding material.
However, glass is a fragile material, and is susceptible to cracking due to rapid temperature changes and vibrations, which may impair gas sealing properties.
JP 2004-319291 A JP 2005-317291 A

そのため単セルを金属支持材に接着・接合する場合には、金属支持材を薄くして柔軟な構造としたものが上記特許文献１に開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示されている柔軟構造では、単セルに集電体を十分に圧接することができず、セルユニットどうしを積層するときに、特許文献２に開示されているように、剛性の高い厚板を挿入する必要がある。 Therefore, when bonding and joining a single cell to a metal support material, Patent Document 1 discloses a structure in which the metal support material is thinned to have a flexible structure.
However, in the flexible structure disclosed in Patent Document 1, the current collector cannot be sufficiently pressed into a single cell, and when the cell units are stacked, as disclosed in Patent Document 2, It is necessary to insert a thick plate with high rigidity.

すなわち、接着材の割れを防止するには、接着層に発生する熱応力等を低減するために金属部品の剛性を低くする、具体的には板厚を薄くする必要がある一方、良好な集電を得るには、集電体の圧接力を高くする必要があり、このために金属部品の剛性を高くする、具体的には板厚を厚くするという二律背反的な問題がある。   That is, in order to prevent the cracking of the adhesive, it is necessary to reduce the rigidity of the metal part in order to reduce the thermal stress generated in the adhesive layer, specifically, to reduce the thickness of the metal part. In order to obtain electricity, it is necessary to increase the pressure contact force of the current collector. For this reason, there is a trade-off problem of increasing the rigidity of metal parts, specifically, increasing the plate thickness.

そこで本発明は、セルユニットの構成部品の変形に伴う、接着・接合部における接着材の割れによるガスの漏出を防止し、かつ、集電を良好に行うことができるセルユニットとこれを用いた燃料電池スタックの提供を目的としている。   Therefore, the present invention uses a cell unit capable of preventing gas leakage due to the cracking of the adhesive material in the bonded / joined portion accompanying deformation of the component parts of the cell unit, and performing good current collection. It aims to provide a fuel cell stack.

上記目的を達成するための本発明に係るセルユニットは、固体電解質型セルの２つの反応極に二種類のガスを互いに分離して流接させることによる発電を行うものであり、上記固体電解質型セルとユニット内集電体とを互いに圧接して収容するとともに、その圧接力によって変形を生じない剛性にして形成したセル収容部と、上記セル収容部内の固体電解質型セルに対して一方のガスを給排するためのガス給排体とを有し、ガス送給体及びガス排出体は、一方のガスを流通させるためのガス流通管と、セル収容部を挟持しかつそのセル収容部よりも低い剛性にした挟持部材とを有しており、そのガス流通管と挟持部材とをガス密に面接触させて接合したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a cell unit according to the present invention performs power generation by separating and flowing two kinds of gases into two reaction electrodes of a solid electrolyte type cell. The cell and the in-unit current collector are accommodated in pressure contact with each other, the cell accommodating portion formed with rigidity that does not cause deformation by the pressure contact force, and one gas with respect to the solid electrolyte cell in the cell accommodating portion A gas supply / discharge body for supplying and discharging the gas, and the gas supply body and the gas discharge body sandwich the gas storage pipe for distributing one gas and the cell storage section and from the cell storage section The gas flow pipe and the pinching member are joined in a gas-tight surface contact with each other.

上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池スタックは、上記したセルユニットどうしを、これのガス流通管のみをガラス材によりガス密に互いに接着し、かつ、電気絶縁性のスペーサを介して順次積層したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a fuel cell stack according to the present invention includes the above-described cell units, wherein only the gas flow pipes thereof are gas- tightly bonded to each other with a glass material, and an electrically insulating spacer is interposed therebetween. It is characterized by being sequentially laminated.

本発明によれば、ガス送給体やガス排出体の挟持部材をセル収容部よりも低剛性にして形成したので、セル収容部の変形を挟持部材が吸収するように変形し、セルユニット間のガス流通管の接着部分に伝達しにくくなり、また、セル収容部が、固体電解質型セルとユニット内集電体とを互いに圧接して収容するとともに、その圧接力によって変形を生じない剛性にしているので、固体電解質型セルとユニット内集電体との良好な接触状態を保持する。これにより、本発明によれば、セルユニットの構成部品の変形に伴って生じる接着部分や接合部分における割れ等によるガスの漏出を防止できるとともに、かつ、集電を良好に行うことができる。 According to the present invention, since the sandwiching member of the gas supply body and the gas discharge body is formed with a lower rigidity than the cell housing portion, the deformation of the cell housing portion is deformed so that the sandwiching member absorbs the gap between the cell units. In addition, the cell housing portion accommodates the solid electrolyte cell and the current collector in the unit in pressure contact with each other, and has rigidity that does not cause deformation due to the pressure contact force. Therefore, the good contact state between the solid electrolyte type cell and the current collector in the unit is maintained. Thereby, according to this invention, while being able to prevent the leakage of the gas by the crack etc. in the adhesion part and joining part which arise with a deformation | transformation of the component of a cell unit, current collection can be performed favorably.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の第一の実施形態に係るセルユニットＢ１及び燃料電池スタックＣ１を採用した燃料電池Ａの概略正面図、（Ｂ）は、その燃料電池スタックＣ１の平面図である。また、図２（Ａ）は、燃料電池スタックＣ１をなすセルユニットＢ１の詳細な構成を示す分解断面図、（Ｂ）はガス給排部Ｄ０の断面図である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic front view of a fuel cell A employing the cell unit B1 and the fuel cell stack C1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of the fuel cell stack C1. is there. FIG. 2A is an exploded sectional view showing a detailed configuration of the cell unit B1 forming the fuel cell stack C1, and FIG. 2B is a sectional view of the gas supply / discharge section D0.

図１に示す燃料電池Ａは、複数のセルユニットＢ１…を互いに間隙ｓをもって積層してなる燃料電池スタックＣ１を、ケース１０に収容したものである。なお、図１には、３つのセルユニットＢ１…を積層して示しているが、これは説明のために簡略化したものであり、適宜増減できることは勿論である。   A fuel cell A shown in FIG. 1 includes a case 10 in which a fuel cell stack C1 formed by laminating a plurality of cell units B1,. In FIG. 1, three cell units B1... Are stacked, but this is simplified for the sake of explanation, and of course can be increased or decreased as appropriate.

セルスタックＣ１には二種類のガスのうちの一方のガスαが、また、ケース１０内には他方のガスβが互いに分離して流通されるようになっている。
本実施形態においては、一方のガスが水素（燃料ガス）であり、他方のガスが空気であるが、詳細を後述するセルユニットＢ１の２つの反応極の配置に応じ、一方のガスを空気、他方のガスを水素（燃料ガス）としてもよいことは勿論である。 One of the two types of gas α is passed through the cell stack C1, and the other gas β is passed through the case 10 separately.
In the present embodiment, one gas is hydrogen (fuel gas) and the other gas is air. Depending on the arrangement of the two reaction electrodes of the cell unit B1, which will be described in detail later, one gas is air, Of course, the other gas may be hydrogen (fuel gas).

ケース１０は、平面視円形にした底壁１１と上壁１２の全周にわたり周壁１３を囲繞形成した気密性（ガス密性）を有する円筒形のものである。
上記周壁１３には、ケース１０内に一方のガスを導入するためのガス導入口１４と、当該ケース１０内に導入された一方のガスを排出するためのガス排出口１５が互いに対向して配設されている。 The case 10 has a cylindrical shape having airtightness (gas tightness) in which the peripheral wall 13 is formed around the entire circumference of the bottom wall 11 and the upper wall 12 that are circular in plan view.
A gas inlet 14 for introducing one gas into the case 10 and a gas outlet 15 for discharging the one gas introduced into the case 10 are arranged on the peripheral wall 13 so as to face each other. It is installed.

セルユニットＢ１は、固体電解質型セル２０の２つの反応極（図示しない）に上記した二種類のガスを互いに分離して流接させることによる発電を行うものであり、詳細を後述するガス給排体であるガス給排部Ｄ０の両側に、セル収容部３０，３０を配設した構成のものである。   The cell unit B1 performs power generation by separating the two kinds of gases described above from the two reaction electrodes (not shown) of the solid electrolyte cell 20 and bringing them into contact with each other. The cell accommodating parts 30 are arranged on both sides of the body gas supply / discharge part D0.

セル収容部３０は、上側収容部材４０と下側収容部材５０とを有して構成されており、固体電解質型セル２０とユニット内集電体６０とを圧接して収容支持するとともに、その圧接力によって変形を生じない剛性にして形成したものである。   The cell housing portion 30 includes an upper housing member 40 and a lower housing member 50. The cell housing portion 30 press-contacts and supports the solid electrolyte cell 20 and the in-unit current collector 60. It is formed with rigidity that does not cause deformation by force.

固体電解質型セル２０は、アノード極（燃料極）とカソード極（空気極）とを電解質の両面側（図示上下面側）に配設した平面視長方形のものである。
上側収容部材４０は、方形開口４１を区画形成した枠形に形成されており、本実施形態においてはフェライト系ステンレスで形成されている。
方形開口４１の開口縁部には、固体電解質型セル２０の外縁部２０ａにガス密に当接する当接片４１ａが下向きに突設されている。 The solid electrolyte type cell 20 has a rectangular shape in plan view in which an anode electrode (fuel electrode) and a cathode electrode (air electrode) are arranged on both sides (upper and lower surfaces in the drawing) of the electrolyte.
The upper housing member 40 is formed in a frame shape in which a rectangular opening 41 is defined, and is formed of ferritic stainless steel in this embodiment.
At the opening edge of the square opening 41, a contact piece 41 a that comes into gas tight contact with the outer edge 20 a of the solid electrolyte cell 20 is provided to project downward.

下側収容部材５０は、上側収容部材４０と平面視において同じ輪郭にした長方形のものであり、本実施形態においてはフェライト系ステンレスで形成されている。 The lower housing member 50 has a rectangular shape with the same outline as the upper housing member 40 in plan view, and is formed of ferritic stainless steel in the present embodiment.

ユニット内集電体６０は、例えばインコネル（登録商標）製の金属メッシュを平面視において長方形に成形したものであり、下側収容部材５０に面接触して載置されている。   The in-unit current collector 60 is formed, for example, by forming a metal mesh made of Inconel (registered trademark) into a rectangular shape in plan view, and is placed in surface contact with the lower housing member 50.

上側収容部材４０と下側収容部材５０は、これらを互いにガス密に当接させることにより、これらの間に一方のガスの流路となる空隙ｃが区画されるとともに、内側にガス給排体Ｄ０との間で一方のガスを流通結させるための開口４２，４２が形成されるようになっている。
上記の空隙ｃにユニット内集電体６０と固体電解質型セル２０とを互いに上下に重ね合わせて収容することにより、上側収容部材４０と下側収容部材５０とにより圧接されるよ
うになっている。 The upper housing member 40 and the lower housing member 50 are brought into contact with each other in a gas- tight manner, whereby a gap c serving as a flow path for one gas is defined between them, and a gas supply / exhaust body is provided inside. Openings 42 and 42 for allowing one gas to circulate with D0 are formed.
The in-unit current collector 60 and the solid electrolyte cell 20 are accommodated in the gap c so as to be stacked one above the other so that they are pressed by the upper accommodation member 40 and the lower accommodation member 50. .

次に、ガス給排体であるガス給排部Ｄ０について説明する。
ガス給排部Ｄ０は、セル収容部３０内の固体電解質型セル２０に向けて一方のガスを送給するためのガス送給体Ｄ１と、そのセル収容部３０を流通した一方のガスを排出するためのガス排出体Ｄ２とを一体的に形成したものである。
本実施形態においては、ガス送給体Ｄ１の両側にガス排出体Ｄ２，Ｄ２を配設しているとともに、それらガス送給体Ｄ１，ガス排出体Ｄ２，Ｄ２を中心軸線Ｏ上に配列している。 Next, the gas supply / discharge part D0 which is a gas supply / discharge body will be described.
The gas supply / discharge unit D0 discharges one gas flowing through the cell storage unit 30 and the gas supply unit D1 for supplying one gas toward the solid electrolyte cell 20 in the cell storage unit 30. For this purpose, a gas discharge body D2 is integrally formed.
In this embodiment, gas exhaust bodies D2 and D2 are disposed on both sides of the gas supply body D1, and these gas supply bodies D1 and gas exhaust bodies D2 and D2 are arranged on the central axis O. Yes.

ガス送給体Ｄ１は、一方のガスを流通させるためのガス流通管７０…と、挟持部材８０とからなる。
なお、本実施形態においては、ガス送給体Ｄ１のガス流通管とガス排出体Ｄ２のガス流通管とを互いに同一の構造にしており、また、挟持部材８０についてはガス送給体Ｄ１とガス排出体Ｄ２とで共用しているので、以下にはガス送給体Ｄ１のガス流通管と挟持部材について説明し、ガス排出体Ｄ２のガス流通管についてはガス送給体Ｄ１について説明したものと同一の符号を付して説明を省略する。 The gas feeder D1 includes gas circulation pipes 70 for circulating one gas and a clamping member 80.
In the present embodiment, the gas distribution pipe of the gas supply body D1 and the gas distribution pipe of the gas discharge body D2 have the same structure, and the sandwiching member 80 includes the gas supply body D1 and the gas. Since it is shared by the exhaust body D2, the gas distribution pipe and the clamping member of the gas supply body D1 will be described below, and the gas distribution pipe of the gas discharge body D2 will be described for the gas supply body D1. The same reference numerals are given and description thereof is omitted.

挟持部材８０はセル収容部３０を挟持するものであり、セル収容部３０の両側部間の寸法に一致した全長Ｈ１にし、側面視において所要の幅にした起立部８１の上下端部に挟持片８２，８３を水平に延出形成したものである。
本実施形態においては、挟持部材８０をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌからなるβ型チタン合金で形成している。 The clamping member 80 clamps the cell accommodating portion 30 and has a full length H1 that matches the dimension between both side portions of the cell accommodating portion 30 and is sandwiched between the upper and lower ends of the upright portion 81 having a required width in a side view. 82 and 83 are formed to extend horizontally.
In this embodiment, the clamping member 80 is formed of a β-type titanium alloy made of Ti—Mo—Al.

なお、挟持部材８０としては、上記したＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌからなるβ型チタン合金に限るものではなく、例えばＴｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金を採用することができる。   The sandwiching member 80 is not limited to the above-described β-type titanium alloy made of Ti—Mo—Al. For example, Ti—Mo—Zr—Al, Ti—Mo—Zr—Al—Cr, Ti—V— A β-type titanium alloy selected from the group of Cr—Fe—Sn—Al can be employed.

上記の挟持部材８０には、ガス流通管７０を配設するための３つの円筒形の配設用孔８４…が起立部８１であって挟持片８２，８３間に貫通し、かつ、一定の間隔で軸線Ｏ上に配列されている。
また、起立部８１には、一方のガスを上記空隙ｃとの間で流通させるための複数の流通孔８１ａ…が所定の角度間隔で形成されている。 In the clamping member 80, three cylindrical arrangement holes 84 for arranging the gas flow pipes 70 are standing portions 81 that penetrate between the clamping pieces 82 and 83, and have a fixed length. They are arranged on the axis O at intervals.
Further, the standing portion 81 is formed with a plurality of flow holes 81a for allowing one gas to flow between the gap c and at a predetermined angular interval.

本実施形態においては、図１（Ｂ）に示すように、中央に位置する配設用孔８４にガス送給体Ｄ１の機能を担うガス流通管７０を、また、両側に位置する配設用孔８４にガス排出体Ｄ２の機能を担うガス流通管７０を配設している。
なお、ガス送給体Ｄ１の両側にガス排出体Ｄ２，Ｄ２を配設することに限るものではなく、例えばガス排出体Ｄ２の両側にガス送給体Ｄ１，Ｄ１を配設した構成にしてもよく、また、ガス送給体Ｄ１とガス排出体Ｄ２の配設数も適宜増減できるものである。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1 (B), the gas flow pipe 70 that functions as the gas feeder D1 is disposed in the disposition hole 84 located in the center, and the disposition holes disposed on both sides. In the hole 84, a gas flow pipe 70 that functions as the gas discharger D2 is disposed.
In addition, it is not restricted to arrange | positioning gas discharge body D2, D2 on both sides of gas supply body D1, For example, it is set as the structure which arrange | positioned gas supply bodies D1, D1 on both sides of gas discharge body D2. In addition, the number of gas supply bodies D1 and gas discharge bodies D2 can be appropriately increased or decreased.

ガス流通管７０は、円筒部７１の両端に円形鍔部７２，７３を一体に形成したものであり、それら鍔部７２，７３間の寸法Ｈ２を、隣り合うセルユニットＢ１，Ｂ１間に、他方の反応用ガスを流通させるための間隙ｓが形成される高さとなるように設定している。
上記のガス流通管７０は、本実施形態においてはアルミナにより形成することにより、挟持部材８０よりも高い剛性をもたせて形成している。 The gas flow pipe 70 is formed by integrally forming circular flanges 72, 73 at both ends of the cylindrical part 71, and the dimension H2 between the flanges 72, 73 is set between the adjacent cell units B1, B1 and the other. The gap s for circulating the reaction gas is set to a height at which it is formed.
In the present embodiment, the gas flow pipe 70 is formed of alumina, so that it has a higher rigidity than the holding member 80.

円筒部７１の周壁の中央部には、一方のガスを上記空隙ｃとの間で流通させるための複数の流通孔７１ａ…が、上記流通孔８１ａ…と対向して形成されている。   In the central portion of the peripheral wall of the cylindrical portion 71, a plurality of flow holes 71a for allowing one gas to flow between the gap c and the flow holes 81a are formed.

ガス流通管７０と挟持部材８０とはガラス材によりガス密に面接触して接合されている。
具体的には、挟持部材８０とガス流通管７０とを、挟持部材８０の起立部８１に形成した配設用孔８４…の内周面と、ガス流通管７０の円筒部７１の外周面とをガラス材ｇによりガス密に接合している。 The gas flow pipe 70 and the clamping member 80 are bonded in a gas- tight surface contact with a glass material.
Specifically, the holding member 80 and the gas flow pipe 70 are arranged on the inner peripheral surface of the disposing hole 84 formed in the standing portion 81 of the holding member 80 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 71 of the gas flow pipe 70. Are gas- tightly joined with a glass material g.

セル収容部３０とガス給排体Ｄ０とは、挟持部材８０の挟持片８２，８３の間に、上側，下側収容部材４０，５０の内端部を面接触させてガス密に挟持接合されている。 The cell accommodating portion 30 and the gas supply / discharge body D0 are sandwiched and joined in a gas- tight manner between the clamping pieces 82 and 83 of the clamping member 80 by bringing the inner ends of the upper and lower accommodation members 40 and 50 into surface contact. ing.

上述した構成からなるセルユニットＢ１…どうしを、ガス流通管７０…のみをガラス材によりガス密に互いに接着し、かつ、電気絶縁性のスペーサ８６を介して順次積層している。
このとき、各ガス流通管７０…どうしが当接し、隣り合うセルユニットＢ１，Ｂ１間に間隙ｓが形成される。
また、ガス流通管７０，７０どうしを接着する上記ガラス材としては、ＢａＯ‐ＭｇＯ‐ＣａＯ‐ＳｉＯ２‐Ａｌ２Ｏ３ガラス等を、ガスシール接着材８５として使用している。なお、隣り合うセルユニットＢ１，Ｂ１間に間隙ｓには、ユニット外集電体８７が配設されている。 The cell units B1... Having the above-described configuration are sequentially laminated by gas- tightly adhering only the gas flow pipes 70.
At this time, the gas flow pipes 70 are in contact with each other, and a gap s is formed between the adjacent cell units B1 and B1.
Further, as the glass material for bonding the gas flow pipes 70, 70, BaO—MgO—CaO—SiO 2 —Al 2 O 3 glass or the like is used as the gas seal bonding material 85. In addition, an outside unit current collector 87 is disposed in the gap s between the adjacent cell units B1 and B1.

上記の構成からなるセルユニットＢ１によれば、一方のガスは、ガス送給体Ｄ１の機能を担う中央のガス流通管７０の流通孔７１ａ…を通じてセル収容部３０に送給され、そのセル収容部３０に挟持収納されている固体電解質型セル２０に流接して発電に供される。
また、セル収容部３０に流入した一方のガスは、ガス排出体Ｄ２の機能を担う両側のガス流通管７０，７０の流通孔７１ａ…を通じて外部に排出される。 According to the cell unit B1 having the above-described configuration, one gas is supplied to the cell storage unit 30 through the flow holes 71a of the central gas flow pipe 70 that functions as the gas supply body D1, and the cell storage. The solid electrolyte cell 20 sandwiched and accommodated in the part 30 is flow-contacted to be used for power generation.
Moreover, one gas which flowed into the cell accommodating part 30 is discharged | emitted outside through the flow hole 71a ... of the gas flow pipes 70 and 70 of the both sides which bear the function of the gas discharge body D2.

セル収容部３０は、固体電解質型セル２０とユニット内集電体６０とを互いに圧接して収容するとともに、その圧接力によって変形を生じない剛性にしているので、固体電解質型セル２０とユニット内集電体６０との良好な接触状態を保持することができるので、集電を良好に行うことができる。   Since the cell accommodating portion 30 accommodates the solid electrolyte type cell 20 and the in-unit current collector 60 in pressure contact with each other and is rigid so as not to be deformed by the pressure contact force, Since a good contact state with the current collector 60 can be maintained, current collection can be performed satisfactorily.

さらに、挟持部材８０をセル収容部３０よりも低剛性にして形成することにより、セル収容部３０の変形を挟持部材８０が吸収するように変形し、セルユニットＢ１，Ｂ１間のガス流通管７０，７０の接着部分に伝達しにくくなる。
これにより、セルユニットＢ１の構成部品の変形に伴って生じる接着部分や接合部分における割れ等によるガスの漏出を防止できる。 Further, by forming the sandwiching member 80 with a lower rigidity than the cell housing portion 30, the cell housing portion 30 is deformed so that the sandwiching member 80 absorbs the deformation of the cell housing portion 30, and the gas flow pipe 70 between the cell units B1 and B1. , 70 is difficult to transmit to the bonded portion.
Thereby, the leakage of the gas by the crack etc. in the adhesion part and junction part which arise with a deformation | transformation of the component of cell unit B1 can be prevented.

またさらに、挟持部材８０を、起立部８１の上下端部に水平に延出形成した挟持片８２，８３によってセル収容部３０を挟持しているので、その挟持部材８０とセル収容部３０とを面接触させられ、これによりガス密に良好な接合を行うことができる。 Furthermore, since the cell accommodating part 30 is clamped by the clamping pieces 82 and 83 that horizontally extend and form the clamping member 80 at the upper and lower ends of the upright part 81, the clamping member 80 and the cell accommodating part 30 are connected to each other. It is possible to make a good contact in a gas- tight manner .

上述した第一の実施形態においては、セル収容部をフェライト系ステンレスで形成し、かつ、挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌからなるβ型チタン合金で形成した例について説明したが、次のような組み合わせとしてもよい。
（１）セル収容部をフェライト系ステンレス、ガス流通管をアルミナ、及び挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金によりそれぞれ形成しているとともに、セル収容部と挟持部材、ガス流通管と挟持部材とをロウ材によりガス密に接合した構成。
（２）セル収容部とガス流通管とをフェライト系ステンレスで形成するとともに、挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金により形成し、セル収容部と挟持部材、及びガス流通管と挟持部材とをガラス材によりそれぞれガス密に接合した構成。 In the first embodiment described above, an example in which the cell housing portion is formed of ferritic stainless steel and the sandwiching member is formed of β-type titanium alloy made of Ti—Mo—Al has been described. It is good also as a combination.
(1) Ferritic stainless steel for the cell housing, alumina for the gas flow pipe, and Ti-Mo-Al, Ti-Mo-Zr-Al, Ti-Mo-Zr-Al-Cr, Ti-V-Cr for the clamping member A structure in which each of the cells is formed of a β-type titanium alloy selected from the group of -Fe-Sn-Al, and the cell accommodating portion and the sandwiching member, and the gas flow pipe and the sandwiching member are gas- tightly joined with a brazing material.
(2) The cell housing and the gas flow pipe are formed of ferritic stainless steel, and the sandwiching members are Ti-Mo-Al, Ti-Mo-Zr-Al, Ti-Mo-Zr-Al-Cr, Ti-V. A structure in which the cell accommodating portion and the sandwiching member, and the gas flow pipe and the sandwiching member are gas- tightly joined to each other by a glass material, formed of a β-type titanium alloy selected from the group of -Cr-Fe-Sn-Al.

次に、第二の実施形態に係るセルユニット及び燃料電池スタックについて、図３を参照して説明する。図３（Ａ）は、第二の実施形態に係る燃料電池スタックの概略正面図、（Ｂ）は、その燃料電池スタックをなすセルユニットの詳細な構成を示す分解断面図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。   Next, a cell unit and a fuel cell stack according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a schematic front view of a fuel cell stack according to the second embodiment, and FIG. 3B is an exploded cross-sectional view showing a detailed configuration of a cell unit constituting the fuel cell stack. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

燃料電池スタックＣ２は、複数のセルユニットＢ２…を互いに間隙ｓをもって積層してなるものである。
セルユニットＢ２は、上記したセルユニットＢ１と異なり、セル収容部３０を挟む一側に３つのガス送給体Ｄ３…を配設し、かつ、当該他側に３つのガス排出体Ｄ４…を配設した構成のものであり、その詳細は次のとおりである。
なお、図３において示すガス送給体Ｄ３…とガス排出体Ｄ４…は、紙面と直行する方向にそれぞれ配列されている。 The fuel cell stack C2 is formed by stacking a plurality of cell units B2.
Unlike the cell unit B1 described above, the cell unit B2 is provided with three gas delivery bodies D3... On one side sandwiching the cell housing 30 and three gas exhaust bodies D4. The details are as follows.
3 are arranged in a direction perpendicular to the paper surface, respectively, as shown in FIG.

各ガス送給体Ｄ３は、一方のガスを流通させるためのガス流通管７０…と、挟持部材８０とからなり、挟持部材８０の挟持片８２，８３には、一方のガスが経路外に流出するのを防ぐための横向き略Ｕ字形のガス流出防止部材８８が固着されている。
ガス排出体Ｄ４は、上記のガス送給体Ｄ３と同等の構成になっているので、それらの同一の符号を付して説明を省略する。 Each gas feeder D3 is composed of a gas distribution pipe 70 for circulating one gas and a clamping member 80. One gas flows out of the path to the clamping pieces 82 and 83 of the clamping member 80. In order to prevent this, a lateral U-shaped gas outflow prevention member 88 is fixed.
Since the gas exhaust body D4 has the same configuration as the above-described gas supply body D3, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

図４は、第三の実施形態に係るセルユニットＢ３の分解斜視図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
セルユニットＢ３は、上側収容部材１００と下側収容部材１１０とを有するセル収容部９０と、その上側収容部材１００に配設された３つのガス送給体Ｄ３…及び３つのガス排出体Ｄ４…とを有する構成のものである。
換言すると、セル収容部９０を挟む一側にガス送給体Ｄ３…を配設し、かつ、当該他側にガス排出体Ｄ４…を配設した構成のものである。 FIG. 4 is an exploded perspective view of the cell unit B3 according to the third embodiment. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
The cell unit B3 includes a cell housing portion 90 having an upper housing member 100 and a lower housing member 110, three gas feeders D3... And three gas exhaust bodies D4. It is a thing of the structure which has these.
In other words, the gas feeders D3... Are arranged on one side across the cell housing portion 90, and the gas dischargers D4.

上側収容部材１００と下側収容部材１１０は、固体電解質型セル２０とユニット内集電体６０とを圧接して収容支持するとともに、その圧接力によって変形を生じない剛性にして形成したものである。   The upper housing member 100 and the lower housing member 110 are formed so as to receive and support the solid electrolyte type cell 20 and the in-unit current collector 60 and to have rigidity that does not cause deformation by the pressing force. .

上側収容部材（「セル支持板」ともいう）１００は、幅狭枠材１０２，１０２、幅広枠材１０３，１０３を、方形開口１０１を区画形成する長方形枠をなすように成形されており、本実施形態においてはフェライト系ステンレスで形成されている。
幅広枠材１０３，１０３には、上述したガス流通管７０を配設するための３つの円筒形の配設用孔１０４…が互いに一定の間隔で軸線Ｏ１，Ｏ２上に配列されている。 The upper housing member (also referred to as “cell support plate”) 100 is formed so that the narrow frame members 102 and 102 and the wide frame members 103 and 103 form a rectangular frame that defines the rectangular opening 101. In the embodiment, it is made of ferritic stainless steel.
In the wide frame members 103, 103, three cylindrical disposing holes 104 for disposing the above-described gas flow pipes 70 are arranged on the axes O1, O2 at regular intervals.

下側収容部材（「セパレータ」ともいう）１１０は、上側挟持部材１００と平面視において同じ輪郭にした長方形のものであり、本実施形態においてはフェライト系ステンレスで形成されている。
この下側収容部材１１０の両側部には、幅広枠材１０３，１０３の配設用孔１０４…に対向する位置に、上述したガス送給体Ｄ３とガス排出体Ｄ４を配設するための３つの円筒形の配設用孔１０５…が形成されている。 The lower housing member (also referred to as “separator”) 110 has a rectangular shape with the same outline as the upper clamping member 100 in plan view, and is formed of ferritic stainless steel in this embodiment.
3 for disposing the above-described gas supply body D3 and gas discharge body D4 at positions facing the disposition holes 104 of the wide frame members 103, 103 on both sides of the lower housing member 110. Two cylindrical arrangement holes 105 are formed.

上側収容部材１００と下側収容部材１１０は、これらを互いにガス密に当接させることにより、これらの間に一方のガスの流路となる空隙（図示しない）が区画形成され、その空隙に上記した固体電解質型セル２０とユニット内集電体６０とを互いに重ね合わせて収容できるようになっている。 The upper housing member 100 and the lower housing member 110 are in gas- tight contact with each other , so that a gap (not shown) serving as a flow path for one gas is defined between them. Thus, the solid electrolyte cell 20 and the in-unit current collector 60 can be accommodated in an overlapping manner.

そして、上側収容部材１００と下側収容部材１１０の一側部の各対向する配設用孔１０４と配設用孔１０５にガス送給体Ｄ３を、また、他側部の各対向する配設用孔１０４と配設用孔１０５にガス送給体Ｄ４をそれぞれ配設している。   Then, the gas supply body D3 is disposed in each of the opposing disposing holes 104 and disposing holes 105 on one side of the upper accommodating member 100 and the lower accommodating member 110, and each of the opposing disposing portions on the other side. Gas feeders D4 are disposed in the holes 104 and the holes 105, respectively.

図５（Ａ）は、第四の実施形態に係る燃料電池スタックＣ４の概略正面図、（Ｂ）は、その燃料電池スタックをなすセルユニットの詳細な構成を示す分解断面図である。また、図６は、一方のガスを流通させるためのガス送給体のみを示す断面図である。
なお、上述したいずれかの実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 5A is a schematic front view of a fuel cell stack C4 according to the fourth embodiment, and FIG. 5B is an exploded cross-sectional view showing a detailed configuration of a cell unit constituting the fuel cell stack. Moreover, FIG. 6 is sectional drawing which shows only the gas supply body for distribute | circulating one gas.
In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in either embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

燃料電池スタックＣ４は、複数のセルユニットＢ４…を互いに間隙ｓをもって積層しているとともに、各セルユニットＢ４…を囲繞保持部材１３０によって保持した構成のものである。
セルユニットＢ４は、セル収容部３０を挟む一側に一方のガス（燃料ガス）の給排を行うための上述したガス送給体Ｄ３とガス排出体Ｄ４とを、また、当該他側に他方のガス（空気）の送給を行うためのガス送給体Ｄ５とガス排出体Ｄ６とを配設した構成のものである。
本実施形態において示すガス送給体Ｄ３，Ｄ５とガス排出体Ｄ４，Ｄ６は、紙面と直交する方向に配列されている。 The fuel cell stack C4 has a configuration in which a plurality of cell units B4 are stacked with a gap s and each cell unit B4 is held by a surrounding holding member 130.
The cell unit B4 includes the above-described gas supply body D3 and gas discharge body D4 for supplying and discharging one gas (fuel gas) on one side across the cell housing portion 30, and the other side on the other side. The gas supply body D5 and the gas discharge body D6 for supplying the gas (air) are arranged.
The gas supply bodies D3 and D5 and the gas discharge bodies D4 and D6 shown in this embodiment are arranged in a direction orthogonal to the paper surface.

ガス送給体Ｄ５は、セルユニットＢ４，Ｂ４間に対して他方のガスの送給を行うためのものであり、他方のガスを流通させるためのガス流通管１２０…と、挟持部材８０とからなる。
ガス流通管１２０は、円筒形に形成した本体１２１の上端部に平面視円形の鍔部１２２を一体に形成したものであり、当該ガス流通管１２０に流入する他方のガスをセルユニットＢ４，Ｂ４の間隙ｓに送する給排を行えるようにしたものである。
挟持部材８０の挟持片８２，８３には、一方のガスが経路外に流出するのを防ぐための横向き略Ｕ字形の上記したガス流出防止部材８８が固着されている。
ガス流通管１２０と挟持部材８０とはガラス材によりガス密に面接触して接合されている。
具体的には、挟持部材８０とガス流通管１２０とを、挟持部材８０の起立部８１に形成した配設用孔８４…の内周面と、ガス流通管１２０の本体１２１の外周面とをガラス材ｇによりガス密に接合している。
なお、ガス排出体Ｄ６は、上記のガス送給体Ｄ５と同等の構成になっているので、詳細な説明を省略する。 The gas feeder D5 is for feeding the other gas between the cell units B4 and B4. From the gas circulation pipe 120 for circulating the other gas, and the clamping member 80 Become.
The gas flow pipe 120 is formed by integrally forming a flange 122 having a circular shape in plan view on the upper end portion of a main body 121 formed in a cylindrical shape. The other gas flowing into the gas flow pipe 120 is supplied to the cell units B4, B4. It is possible to perform supply / discharge in the gap s.
On the sandwiching pieces 82 and 83 of the sandwiching member 80, the above-described gas outflow prevention member 88 having a laterally U shape for preventing one gas from flowing out of the path is fixed.
The gas flow pipe 120 and the clamping member 80 are bonded in a gas- tight surface contact with a glass material.
Specifically, the holding member 80 and the gas flow pipe 120 are connected to the inner peripheral surface of the disposition hole 84 formed in the standing portion 81 of the holding member 80 and the outer peripheral surface of the main body 121 of the gas flow pipe 120. The glass material g is gas- tightly joined.
In addition, since the gas exhaust body D6 has the same configuration as the above-described gas supply body D5, detailed description thereof is omitted.

囲繞保持部材１３０は、積層した隣り合うセルユニットＢ４，Ｂ４を、他方のガスを流通させるための間隙ｓが形成されるように保持するとともに、他方のガスがスタック構造体Ｃ４外に流出することを防ぐように、セルスタックＢ４…を囲繞するように配設されている。   The surrounding holding member 130 holds the stacked adjacent cell units B4 and B4 so that a gap s for allowing the other gas to flow is formed, and the other gas flows out of the stack structure C4. Is arranged to surround the cell stacks B4.

本実施形態においては、セル収容部３０とガス流通管７０，１２０とをフェライト系ステンレスで形成するとともに、挟持部材８０をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金により形成している。
また、セル収容部３０と挟持部材８０、及び挟持部材８０と囲繞保持部材１３０とをロウ材によりそれぞれガス密に接合している。本実施形態においては、挟持部材８０と囲繞保持部材１３０とを、ガス流出防止部材８８を介してロウ材８９により接合している。 In the present embodiment, the cell accommodating portion 30 and the gas flow pipes 70 and 120 are formed of ferritic stainless steel, and the clamping member 80 is formed of Ti—Mo—Al, Ti—Mo—Zr—Al, Ti—Mo—Zr. -Al-Cr and Ti-V-Cr-Fe-Sn-Al are used to form a β-type titanium alloy selected from the group.
Moreover, the cell accommodating part 30 and the clamping member 80, and the clamping member 80 and the surrounding holding member 130 are each gas- tightly joined by the brazing material. In the present embodiment, the clamping member 80 and the surrounding holding member 130 are joined by the brazing material 89 via the gas outflow prevention member 88.

上記の構成からなるセルユニットＢ４によれば、一方のガスαは、ガス送給体Ｄ３の機能を担うガス流通管７０の流通孔７１ａ…を通じてセル収容部３０に送給され、そのセル収容部３０に挟持収納されている固体電解質型セル２０に流接して発電に供される。
また、セル収容部３０に流入した一方のガスαは、ガス排出体Ｄ４の機能を担うガス流通管７０，７０の流通孔７１ａ…を通じて外部に排出される。
一方、他方のガスβは、ガス送給体Ｄ５の機能を担うガス流通管１２０の流通孔１２１ａ…を通じて間隙ｓに送給され、その間隙ｓに配設されているユニット外集電体８６に流接して発電に供された後、ガス排出体Ｄ６の機能を担うガス流通管１２０を通じて外部に排出される。 According to the cell unit B4 having the above-described configuration, one gas α is supplied to the cell storage unit 30 through the flow holes 71a of the gas flow pipe 70 that functions as the gas supply body D3. The solid electrolyte cell 20 sandwiched and accommodated in 30 is flowed into contact with the solid electrolyte cell 20 for power generation.
Moreover, one gas (alpha) which flowed into the cell accommodating part 30 is discharged | emitted outside through the flow holes 71a ... of the gas distribution pipes 70 and 70 which bear the function of the gas discharge body D4.
On the other hand, the other gas β is fed to the gap s through the flow holes 121a of the gas flow pipe 120 serving as the gas feed body D5, and is supplied to the unit external current collector 86 disposed in the gap s. After being in contact and used for power generation, it is discharged to the outside through the gas distribution pipe 120 that functions as the gas discharger D6.

図７（Ａ），（Ｂ）は、ガス送給体及びガス排出体の変形例を示す断面図である。なお、本例においても、ガス送給体とガス排出体とを同一の構造にしているので、以下にはガス送給体と挟持部材について説明し、ガス排出体についての説明を省略する。また、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して詳細な説明を省略する。   7A and 7B are cross-sectional views showing modifications of the gas supply body and the gas discharge body. Also in this example, since the gas supply body and the gas discharger have the same structure, the gas supply body and the clamping member will be described below, and the description of the gas discharger will be omitted. Moreover, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

（Ａ）に示すガス送給体Ｄ７は、挟持部材８０の挟持片８２，８３と起立部８１との間に連成されている傾斜面８２ａ，８３ａと、ガス流通管７０の円筒部７１と鍔部７２，７３との間に連成されている傾斜面７２ａ，７３ａとをガラス材ｇによりガス密に接合しているものである。 A gas feeder D7 shown in (A) includes inclined surfaces 82a and 83a formed between the sandwiching pieces 82 and 83 of the sandwiching member 80 and the upright portion 81, and the cylindrical portion 71 of the gas flow pipe 70. The inclined surfaces 72a and 73a formed between the flange portions 72 and 73 are gas- tightly joined with the glass material g.

（Ｂ）に示すガス送給体Ｄ８は、一方のガスを流通させるためのガス流通管１４０…と、挟持部材１５０とからなる。
挟持部材１５０は、互いに所要の間隔にして水平に延出形成した挟持片１５１，１５２の中央部に、ガス流通管１４０を配設するための円筒形の配設用孔１５３，１５３を互いに対向して貫通形成したものである。 The gas feeder D8 shown in (B) is composed of gas flow pipes 140 for circulating one gas and a clamping member 150.
The sandwiching member 150 has cylindrical disposing holes 153 and 153 for disposing the gas flow pipes 140 at the center portions of the sandwiching pieces 151 and 152 formed horizontally extending at a predetermined interval. And formed through.

ガス流通管１４０は、円筒部１４１の両端に円形鍔部１４２，１４３を一体に形成したものであり、本実施形態においてはアルミナにより形成することにより、挟持部材１５０よりも高い剛性をもたせている。   The gas flow pipe 140 is formed by integrally forming circular flanges 142 and 143 at both ends of the cylindrical part 141. In this embodiment, the gas circulation pipe 140 is made of alumina, so that it has higher rigidity than the holding member 150. .

円筒部１４１の周壁の中央部には、一方のガスを上記空隙ｃとの間で流通させるための複数の流通孔１４１ａ…が形成されている。
ガス流通管１４０と挟持部材１５０とはガラス材ｇによりガス密に面接触して接合されている。具体的には、円筒部１４１の外周面と配設用孔１５３，１５３の内周面とが面接触するようにしている。 A plurality of flow holes 141a are formed in the central portion of the peripheral wall of the cylindrical portion 141 to allow one gas to flow between the gap c.
The gas flow pipe 140 and the sandwiching member 150 are joined in a gas- tight surface contact with the glass material g. Specifically, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 141 and the inner peripheral surfaces of the disposing holes 153 and 153 are in surface contact.

以上詳細に説明してきたが、上記の各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものである。   As described above in detail, each configuration described in each of the above embodiments is not limited to being applied only to each of the above embodiments, but the configuration described in one embodiment can be applied mutatis mutandis to other embodiments. It can be applied and further combined arbitrarily.

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上記した実施形態においては、ガス給排体（ガス給排部）が互いに別体にしたガス送給体とガス排出体とからなるものについて説明したが、上記したセル収容部内の固体電解質型セルに対して一方のガスを給排する機能を併有したガス給排体を設けてもよい。例えば、大小二つの直径からなる円筒管を同心配置にするとともに、それらの周壁に排出用孔、送給用孔を形成した構造等が考えられる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be made.
In the above-described embodiment, the gas supply / exhaust body (gas supply / exhaust part) has been described as being composed of a gas supply body and a gas exhaust body that are separated from each other. Alternatively, a gas supply / exhaust body having a function of supplying and discharging one gas may be provided. For example, a structure in which cylindrical pipes having two large and small diameters are concentrically arranged, and discharge holes and feed holes are formed in the peripheral walls thereof can be considered.

上述した各実施形態においては、セルユニットどうしを、これらのガス流通管のみをガラス材によりガス密に互いに接着し、かつ、電気絶縁性のスペーサを介して順次積層した構成のものについて説明したが、次のようにしてもよい。
すなわち、セルユニットどうしを、これらのガス流通管のみをロウ材によりガス密に互いに接着し、かつ、電気絶縁性のスペーサを介して順次積層した構成にしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the cell units are described as having a configuration in which only these gas flow pipes are gas- tightly bonded to each other with a glass material and are sequentially stacked via an electrically insulating spacer. The following may also be used.
That is, the cell units may be configured such that only these gas flow pipes are gas- tightly bonded to each other with a brazing material and are sequentially stacked via an electrically insulating spacer.

（Ａ）は、本発明の第一の実施形態に係るセルユニット及び燃料電池スタックを採用した燃料電池の概略正面図、（Ｂ）は、その燃料電池スタックの平面図である。(A) is a schematic front view of a fuel cell employing the cell unit and the fuel cell stack according to the first embodiment of the present invention, and (B) is a plan view of the fuel cell stack. （Ａ）は、同上の燃料電池スタックをなすセルユニットの詳細な構成を示す分解断面図、（Ｂ）はガス給排部の断面図である。(A) is an exploded sectional view showing a detailed configuration of a cell unit constituting the fuel cell stack, and (B) is a sectional view of a gas supply / discharge section. （Ａ）は、第二の実施形態に係る燃料電池スタックの概略正面図、（Ｂ）は、その燃料電池スタックをなすセルユニットの詳細な構成を示す分解断面図である。(A) is a schematic front view of the fuel cell stack according to the second embodiment, and (B) is an exploded sectional view showing a detailed configuration of a cell unit constituting the fuel cell stack. 第三の実施形態に係るセルユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the cell unit which concerns on 3rd embodiment. （Ａ）は、第四の実施形態に係る燃料電池スタックの概略正面図、（Ｂ）は、その燃料電池スタックをなすセルユニットの詳細な構成を示す分解断面図である。(A) is a schematic front view of a fuel cell stack according to the fourth embodiment, and (B) is an exploded sectional view showing a detailed configuration of a cell unit constituting the fuel cell stack. 一方のガスを流通させるためのガス流通体のみを示す断面図である。It is sectional drawing which shows only the gas distribution body for distribute | circulating one gas. （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれガス送給体及びガス排出体の変形例を示す断面図である。(A)-(C) are sectional drawings which show the modification of a gas supply body and a gas discharge body, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

２０ 固体電解質型セル
３０ セル収容部
６０ ユニット内集電体
７０ ガス流通管
８０ 挟持部材
Ｂ１〜Ｂ４ セルユニット
Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５ ガス送給体
Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６ ガス排出体 20 Solid electrolyte type cell 30 Cell housing part 60 In-unit current collector 70 Gas flow pipe 80 Nipping members B1 to B4 Cell units D1, D3, D5 Gas feeders D2, D4, D6 Gas discharger

Claims (10)

固体電解質型セルの２つの反応極に二種類のガスを互いに分離して流接させることによる発電を行うセルユニットにおいて、
上記固体電解質型セルとユニット内集電体とを互いに圧接して収容するとともに、その圧接力によって変形を生じない剛性にして形成したセル収容部と、
上記セル収容部内の固体電解質型セルに向けて一方のガスを送給するためのガス送給体と、そのセル収容部を流通した一方のガスを排出するためのガス排出体とを有し、
ガス送給体及びガス排出体は、一方のガスを流通させるためのガス流通管と、セル収容部を挟持しかつそのセル収容部よりも低い剛性にした挟持部材とを有しており、そのガス流通管と挟持部材とをガス密に面接触させて接合していることを特徴とするセルユニット。 In a cell unit that generates power by separating and flowing two kinds of gases into two reaction electrodes of a solid electrolyte cell,
The solid electrolyte type cell and the in-unit current collector are accommodated in pressure contact with each other, and the cell accommodating portion formed with rigidity that does not cause deformation by the pressure contact force,
A gas feeder for feeding one gas toward the solid electrolyte cell in the cell housing part, and a gas exhaust for discharging one gas flowing through the cell housing part,
The gas supply body and the gas exhaust body have a gas distribution pipe for circulating one gas, and a clamping member that sandwiches the cell housing portion and has rigidity lower than that of the cell housing portion, A cell unit characterized in that a gas flow pipe and a clamping member are joined in gas-tight surface contact . セル収容部を挟む一側にガス送給体を配設し、かつ、当該他側にガス排出体を配設していることを特徴とする請求項１に記載のセルユニット。   The cell unit according to claim 1, wherein a gas supply body is disposed on one side of the cell housing portion and a gas discharge body is disposed on the other side. セル収容部をフェライト系ステンレスで形成し、かつ、挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金で形成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセルユニット。   The cell housing is made of ferritic stainless steel, and the clamping members are Ti-Mo-Al, Ti-Mo-Zr-Al, Ti-Mo-Zr-Al-Cr, Ti-V-Cr-Fe-Sn- The cell unit according to claim 1, wherein the cell unit is formed of a β-type titanium alloy selected from the group of Al. セル収容部をフェライト系ステンレス、ガス流通管をアルミナ及び挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金によりそれぞれ形成しているとともに、セル収容部と挟持部材、ガス流通管と挟持部材とをロウ材によりそれぞれガス密に接合していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセルユニット。 Ferrite stainless steel for cell housing, alumina for gas flow pipe, Ti-Mo-Al, Ti-Mo-Zr-Al, Ti-Mo-Zr-Al-Cr, Ti-V-Cr-Fe-Sn for clamping members -Β-type titanium alloy selected from the group of Al, and the cell accommodating portion and the sandwiching member, and the gas flow pipe and the sandwiching member are gas- tightly joined with the brazing material, respectively. The cell unit according to claim 1 or 2. セル収容部とガス流通管とをフェライト系ステンレスで形成するとともに、挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金により形成し、
セル収容部と挟持部材、及びガス流通管と挟持部材とをガラス材によりそれぞれガス密に接合していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセルユニット。 The cell housing and the gas flow pipe are made of ferritic stainless steel, and the clamping members are Ti-Mo-Al, Ti-Mo-Zr-Al, Ti-Mo-Zr-Al-Cr, Ti-V-Cr- Formed of a β-type titanium alloy selected from the group of Fe-Sn-Al;
The cell unit according to claim 1 or 2, wherein the cell housing portion and the sandwiching member, and the gas flow pipe and the sandwiching member are each gas- tightly joined with a glass material. セル収容部とガス流通管とをフェライト系ステンレスで形成するとともに、挟持部材をＴｉ‐Ｍｏ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ，Ｔｉ‐Ｍｏ‐Ｚｒ‐Ａｌ‐Ｃｒ，Ｔｉ‐Ｖ‐Ｃｒ‐Ｆｅ‐Ｓｎ‐Ａｌの群より選ばれたβ型チタン合金により形成し、
セル収容部と挟持部材、及びガス流通管と挟持部材とをロウ材によりそれぞれガス密に接合していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセルユニット。 The cell housing and the gas flow pipe are made of ferritic stainless steel, and the clamping members are Ti-Mo-Al, Ti-Mo-Zr-Al, Ti-Mo-Zr-Al-Cr, Ti-V-Cr- Formed of a β-type titanium alloy selected from the group of Fe-Sn-Al;
The cell unit according to claim 1 or 2, wherein the cell housing portion and the sandwiching member, and the gas flow pipe and the sandwiching member are each gas- tightly joined with a brazing material. 請求項１〜６のいずれか１項に記載したセルユニットを積層し、これら積層したセルユニットを囲繞し、かつ、それら各セルユニットを所要の間隙をもって保持する囲繞保持部材を配設していることを特徴とする燃料電池スタック。   The cell units according to any one of claims 1 to 6 are stacked, an envelope holding member that surrounds the stacked cell units and holds each of the cell units with a predetermined gap is disposed. A fuel cell stack characterized by that. 挟持部材と囲繞保持部材とをロウ材によりそれぞれガス密に接合していることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池スタック。 8. The fuel cell stack according to claim 7, wherein the sandwiching member and the surrounding holding member are gas- tightly joined to each other by a brazing material. 請求項１〜６のいずれか１項に記載したセルユニットどうしを、これらのガス流通管のみをガラス材によりガス密に互いに接着し、かつ、電気絶縁性のスペーサを介して順次積層していることを特徴とする燃料電池スタック。 The cell units according to any one of claims 1 to 6, wherein only these gas circulation pipes are gas- tightly bonded to each other with a glass material, and are sequentially laminated via an electrically insulating spacer. A fuel cell stack characterized by that. 請求項１〜６のいずれか１項に記載したセルユニットどうしを、これらのガス流通管のみをロウ材によりガス密に互いに接着し、かつ、電気絶縁性のスペーサを介して順次積層していることを特徴とする燃料電池スタック。 The cell units according to any one of claims 1 to 6, wherein only these gas flow pipes are gas- tightly bonded to each other with a brazing material and are sequentially stacked via an electrically insulating spacer. A fuel cell stack characterized by that.
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JP2002313372A (en) * 2001-04-09 2002-10-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Separator for use in fuel cell
JP2005317291A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Tokyo Gas Co Ltd Supporting film type solid oxide fuel cell stack, and manufacturing method of the same
JP2005340158A (en) * 2004-04-30 2005-12-08 Nitto Denko Corp Fuel cell module
JP2007193971A (en) * 2006-01-17 2007-08-02 Toyota Motor Corp Fuel cell

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