JP5485633B2 - Fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、高温状態においても電力を安定的に出力できるようにした燃料電池、特に固体酸化物形燃料電池に関する。   The present invention relates to a fuel cell, particularly a solid oxide fuel cell, capable of stably outputting electric power even in a high temperature state.

従来、固体酸化物形燃料電池は、複数枚の燃料電池セルを積み重ねて(スタック)構成されており、積層する燃料電池セルの枚数を増やすことで大きな電力の出力を得ることができるようになっている。   Conventionally, a solid oxide fuel cell is configured by stacking a plurality of fuel cells, and a large power output can be obtained by increasing the number of stacked fuel cells. ing.

ここで、複数枚の燃料電池セル全体をエンドプレートで挟み込むことにより燃料電池セルを積層しているが、このエンドプレートを燃料電池の正極と負極とすることによって、電力を取り出している。このエンドプレートから電力を取り出す技術として、耐酸化性を有する導電部材と電気伝導に優れた心材とからなる出力部材を用いる技術がある(例えば特許文献1参照)。   Here, the fuel cells are stacked by sandwiching the entire plurality of fuel cells with an end plate. Electric power is taken out by using the end plate as a positive electrode and a negative electrode of the fuel cell. As a technique for extracting electric power from the end plate, there is a technique using an output member composed of a conductive member having oxidation resistance and a core material excellent in electric conduction (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−52943号公報JP 2008-52943 A

ところが、固体酸化物形燃料電池は、発電時に高温になるため、その出力取り出し用の導線も非常に高温になる。導線が高温になると、材質によっては導線が酸化し、高抵抗化してしまうので出力のロスが大きくなってしまう。   However, since the solid oxide fuel cell has a high temperature during power generation, the output lead-out lead wire also has a very high temperature. When the conducting wire becomes high temperature, depending on the material, the conducting wire oxidizes and becomes highly resistive, resulting in a large output loss.

また、エンドプレートに電力を取り出すための導線を直接接続することは低抵抗化のためにはよいが、導電率と耐熱性を考慮した上記特許文献1に記載のねじ形状の出力部材では、低抵抗化のためねじ径を大きくすると、ある程度エンドプレートの厚みが必要となり、小型軽量化が困難となる。また、電力出力部はスタックモジュールの断熱性を考慮すると細い方がよいが、細いと抵抗が増加し、両立することは困難であるという問題がある。   Further, it is good to reduce the resistance by directly connecting a lead wire for taking out electric power to the end plate. However, in the screw-shaped output member described in Patent Document 1 considering the conductivity and heat resistance, If the screw diameter is increased for resistance, the thickness of the end plate is required to some extent, making it difficult to reduce the size and weight. In addition, the power output unit is preferably thin in consideration of the heat insulation of the stack module, but if it is thin, there is a problem that resistance increases and it is difficult to achieve both.

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、燃料電池スタックと出力部材との接触の安定性を確保し、電力出力構造の自由度が向上し、小型軽量化が可能な固体酸化物形燃料電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and ensures solid contact between the fuel cell stack and the output member, improves the degree of freedom of the power output structure, and can be reduced in size and weight. An object is to provide a battery.

かかる問題を解決するためになされた発明に係る燃料電池(1)は、断熱容器(80)に収容され、板状の電解質層の両面に燃料極及び酸化剤極を配置してなり、燃料ガスと酸化剤ガスの反応により電力を発生する燃料電池セル(6)を備えている。   A fuel cell (1) according to the invention made to solve such a problem is accommodated in a heat insulating container (80), and has a fuel electrode and an oxidant electrode arranged on both sides of a plate-like electrolyte layer, and is a fuel gas. The fuel cell (6) which generates electric power by reaction of oxidant gas is provided.

また、電解質層の厚み方向に配置され、一つの前記燃料電池セル(6)又は複数の前記燃料電池セル(6)が積層された燃料電池スタック(7)を両端側から挟むとともに、発電した電力を取り出すエンドプレート(8,9)と、燃料電池スタック(7)とエンドプレート(8,9)とを積層方向に貫き、締め付けて固定する複数の固定部材(19)と、エンドプレート(8,9)により取り出された電力をさらに断熱容器(80)の外部に出力する出力部材(120,122)と、を備えている。 In addition, the fuel cell stack (7), which is arranged in the thickness direction of the electrolyte layer and sandwiches one fuel cell (6) or a plurality of the fuel cells (6), is sandwiched from both ends, and the generated power A plurality of fixing members (19) that penetrate through the fuel cell stack (7) and the end plates (8, 9) in the stacking direction and fix them, and end plates (8, 9) . And an output member (120, 122) for outputting the electric power extracted by 9) to the outside of the heat insulating container (80).

また、出力部材(120,122)は、固定部材(19)とエンドプレート(8,9)との間に配置され、エンドプレート(8,9)に面接触している。
このような、燃料電池(1)では、燃料電池セル(6)において、燃料ガスと酸化剤ガスの反応により発電された電力がエンドプレート(8,9)から出力される。
Further, the output member (120, 122) is disposed between the fixing member (19) and end plates (8,9), that have surface contact with the end plate (8,9).
In such a fuel cell (1), the electric power generated by the reaction between the fuel gas and the oxidant gas is output from the end plates (8, 9) in the fuel cell (6).

固定部材(19)とエンドプレート(8,9)との間に配置され、エンドプレート(8,9)に面接触している出力部材(120、122)から断熱容器(80)の外部に電力を出力するように構成することにより、出力される電力の出力損失を低減するにあたって、出力部材(120、122)の自体の大きさや形状などを最適化することができる。 Is disposed between the fixing member (19) and end plates (8,9), from the end plate (8,9) in surface contact to have that output member (120, 122) to the outside of the heat insulating container (80) By configuring to output power, the size and shape of the output members (120, 122) themselves can be optimized in reducing the output loss of the output power.

特に、出力部材(120,122)がエンドプレート(8,9)と面接触する場合には、エンドプレート(8,9)と固定部材(19)の接触抵抗や出力部材(120、122)自体の抵抗を低減する形状とすることにより、燃料電池セル(6)と出力部材(120、122)との接触の安定性を確保し、電力出力のための構造の自由度を向上するとともに、燃料電池(1)を小型化することができる。   In particular, when the output member (120, 122) is in surface contact with the end plate (8, 9), the contact resistance between the end plate (8, 9) and the fixing member (19) or the output member (120, 122) itself. By making the shape to reduce the resistance of the fuel cell, the stability of the contact between the fuel battery cell (6) and the output member (120, 122) is secured, the degree of freedom of the structure for power output is improved, and the fuel The battery (1) can be reduced in size.

ここで、出力部材(120,122)は、エンドプレート(8,9)と直接面接触していてもよいが、導電性中間材(85)を介して電気的に通電状態になっていてもよい。つまり、出力部材(120,122)とエンドプレート(8,9)の間に、銀又は銀を含む合金からなる導電性中間材(85)を挟んでもよい。   Here, the output member (120, 122) may be in direct surface contact with the end plate (8, 9), or may be electrically energized via the conductive intermediate material (85). Good. That is, the conductive intermediate material (85) made of silver or an alloy containing silver may be sandwiched between the output member (120, 122) and the end plate (8, 9).

また、出力部材(120,122)とエンドプレート(8,9)が接触している部分の接触面積が、出力部材(120,122)の電流が流れる方向に対する断面積よりも大きくなっていると、燃料電池セル(6)の出力に対する電気抵抗を低くすることができるので、出力損失を低減することができる。また、このような大きな接触面積を有することで出力部材(120,122)の取付も簡単となる。   Moreover, when the contact area of the part which the output member (120,122) and the end plate (8,9) are contacting is larger than the cross-sectional area with respect to the direction through which the electric current of an output member (120,122) flows. Since the electrical resistance to the output of the fuel cell (6) can be lowered, the output loss can be reduced. Moreover, attachment of an output member (120,122) becomes easy by having such a large contact area.

ここで、燃料電池セル(6)(単セル)とは、電解質層の一方面に酸化剤極、他方の面に燃料極が形成されているものであり、燃料電池の(最小)発電単位である。なお、実際に発電する際に、各反応ガスを導入(排出)するガス導入(排出)機構や、発電した電力を収集する集電体などを備えることができる。   Here, the fuel cell (6) (single cell) is one in which an oxidant electrode is formed on one surface of the electrolyte layer and a fuel electrode is formed on the other surface, and is the (minimum) power generation unit of the fuel cell. is there. Note that a gas introduction (discharge) mechanism that introduces (discharges) each reaction gas, a current collector that collects the generated electric power, and the like can be provided when actually generating power.

また、本発明において、燃料電池セル(6)とは、一枚の単セル、あるいは複数の単セルの集合体(燃料電池スタック(7))から構成され、電力を外部へ出力できる装置であり、よってエンドプレート(8,9)は、単セル又は燃料電池スタック(7)の両側に配置される。   Further, in the present invention, the fuel battery cell (6) is a device that is composed of one single cell or an assembly of a plurality of single cells (fuel cell stack (7)) and can output electric power to the outside. Thus, the end plates (8, 9) are arranged on both sides of the single cell or the fuel cell stack (7).

また、燃料電池スタック(7)とは、導電するインターコネクタを用いて単セルを複数積層してなる集合体である。一般に、燃料電池スタック(7)には、単セルの他にさらに燃焼層、改質層あるいは支持層などの補助層を設けることもできる。なお、単セルに「燃焼層や改質層など」を設けることも考えられる。   The fuel cell stack (7) is an aggregate formed by stacking a plurality of single cells using conductive interconnectors. In general, the fuel cell stack (7) may further include auxiliary layers such as a combustion layer, a reforming layer, or a support layer in addition to the single cell. It is also conceivable to provide a “combustion layer, modified layer, etc.” in a single cell.

ここで、改質層とは、原料ガスを改質し、水素を生成する触媒機能を有する層であり、
燃焼層とは、燃料電池スタックで発電に使用した燃料ガスと酸化剤ガスを燃焼させて無害化するための層であり、支持層とは、積層した各層の強度を保つための層である。なお、支持層を、他の層と一体に形成することもできる。
Here, the reforming layer is a layer having a catalytic function of reforming the source gas and generating hydrogen,
The combustion layer is a layer for detoxifying the fuel gas and the oxidant gas used for power generation in the fuel cell stack, and the support layer is a layer for maintaining the strength of each of the stacked layers. The support layer can be formed integrally with other layers.

なお、本発明は、高温状態で作動する燃料電池、例えば、固体酸化物形燃料電池や熔融炭酸塩形燃料電池などに適用するとより大きな効果が得られる。
また、この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。
The present invention is more effective when applied to a fuel cell that operates at a high temperature, such as a solid oxide fuel cell or a molten carbonate fuel cell.
Further, in this column, in order to facilitate understanding of the invention, the reference numerals used in the “Mode for Carrying Out the Invention” column are attached as necessary, which means that the scope of claims is limited by this reference numeral. Not what you want.

・また、出力部材(120,122)をエンドプレート(8,9)と一体に形成する場合には、本発明において、出力部材(120,122)を、固定部材(19)によりエンドプレート(8,9)に固定し、エンドプレート(8,9)に面接触する出力端子部材(130,132)と、出力端子部材(130,132)と電気的に接続され、その出力端子部材(130,132)から断熱容器(80)の外部に電力を出力する出力用導電部材(134,136)と、を備えるようにするとよい。   When the output member (120, 122) is formed integrally with the end plate (8, 9), in the present invention, the output member (120, 122) is fixed to the end plate (8 by the fixing member (19). , 9) and are electrically connected to the output terminal members (130, 132) that are in surface contact with the end plates (8, 9) and the output terminal members (130, 132), and the output terminal members (130, 132). 132) and an output conductive member (134, 136) that outputs electric power to the outside of the heat insulating container (80).

このようにすると、燃料電池(1)の製造工程を簡素化することができるとともに、燃料電池(1)を小型化、軽量化でき、かつ、コストを低減することができる。
また、出力端子部材(130,132)の形状を、例えば、平板状などエンドプレート(8,9)に面接触して電力を取り出すために適した形状とし、出力用導電部材(134,136)を、例えば、丸棒形状など電力を外部出力するために適した形状とすることができるとともに、丸棒形状の材料など加工の容易な材料を使用することでコスト低減を図ることができる。
If it does in this way, while the manufacturing process of a fuel cell (1) can be simplified, a fuel cell (1) can be reduced in size and weight, and cost can be reduced.
Further, the output terminal member (130, 132) has a shape suitable for taking out electric power by making surface contact with the end plate (8, 9) such as a flat plate, and the output conductive member (134, 136). Can be made into a shape suitable for outputting electric power, such as a round bar shape, and cost can be reduced by using a material that is easy to process such as a round bar shape material.

さらに、出力用導電部材(134,136)を、例えば、丸棒の直径を大きくすることで、出力用導電部材(134,136)の抵抗値を低減することができる。さらに、出力端子部材(130,132)と出力用導電部材(134,136)とに分けて製作できるので、コスト低減を図ることもできる。   Furthermore, the resistance value of the output conductive member (134, 136) can be reduced by, for example, increasing the diameter of the round bar of the output conductive member (134, 136). Furthermore, since the output terminal member (130, 132) and the output conductive member (134, 136) can be manufactured separately, the cost can be reduced.

なお、出力用導電部材(134,136)を、Cuを主成分とする材料で形成されたコア部と、コア部より耐熱性の高い材料を主成分とし、コア部を被覆するクラッド部と、から形成してもよい。   The output conductive members (134, 136) include a core portion formed of a material mainly composed of Cu, a clad portion mainly composed of a material having higher heat resistance than the core portion, and covering the core portion; You may form from.

このようにすると、抵抗値が低いCuを用いたコア部を、耐熱性の高い材料で被覆することになるので、低抵抗かつ耐熱性の高い出力用導電部材(134,136)とすることができる。   In this case, since the core portion using Cu having a low resistance value is covered with a material having high heat resistance, an output conductive member (134, 136) having low resistance and high heat resistance can be obtained. it can.

さらに、出力用導電部材(134,136)のクラッド部を、Niを主成分とする材料で形成すると、出力用導電部材(134,136)の表面が耐熱性の高いNiを主成分とする材料で被覆されるので、耐熱性が高い出力用導電部材(134,136)とすることができる。   Furthermore, when the clad portion of the output conductive member (134, 136) is formed of a material mainly composed of Ni, the surface of the output conductive member (134, 136) is a material mainly composed of Ni having high heat resistance. Therefore, the output conductive member (134, 136) having high heat resistance can be obtained.

・ところで、燃料電池セル(6)を断熱容器(80)に収容した場合、熱の対流により断熱容器(80)内の上部よりも下部の方が、温度が低い。そこで、本発明において、出力部材(120,122)は、断熱容器(80)の下方から外部に電気的に接続されるように構成するとよい。   -By the way, when a fuel cell (6) is stored in a heat insulation container (80), the temperature is lower in the lower part than in the upper part in the heat insulation container (80) due to heat convection. Therefore, in the present invention, the output member (120, 122) may be configured to be electrically connected to the outside from below the heat insulating container (80).

このようにすると、断熱容器(80)内部の上方よりも下方の方が、温度が低いため、燃料電池セル(6)で発電された電力を断熱容器(80)から外部へ出力する際、出力部材(120,122)から外部へ流出する熱を抑制することができ、熱効率が向上する。   If it does in this way, since the temperature is lower in the lower part than the upper part inside the heat insulation container (80), when the electric power generated in the fuel cell (6) is output from the heat insulation container (80) to the outside, the output Heat flowing out from the members (120, 122) to the outside can be suppressed, and thermal efficiency is improved.

出力部材(120、122)には、抵抗率の低い物質が好ましいため、燃料電池(1)の作動温度(600℃以上)程度でも低抵抗率の金属として、耐熱性を高めたCu合金等を用いることも考えられる。   Since the output member (120, 122) is preferably made of a material having a low resistivity, a Cu alloy or the like having improved heat resistance is used as a low resistivity metal even at the operating temperature (600 ° C. or higher) of the fuel cell (1). It can also be used.

・本発明において、出力部材(120,122)をコア部と、コア部よりも耐熱性の高い材料を主成分とするクラッド部で被覆することにより、例えば、コア部に、比較的耐熱性が劣るが抵抗値は低い材料を用い、そのコア部を耐熱性の高い材料で被覆することにより、低抵抗かつ耐熱性の高い出力部材(120,122)とすることができる。   In the present invention, by covering the output member (120, 122) with the core part and the clad part whose main component is a material having higher heat resistance than the core part, for example, the core part has relatively high heat resistance. By using a material that is inferior but having a low resistance value and covering the core with a material having high heat resistance, an output member (120, 122) having low resistance and high heat resistance can be obtained.

ここで、「主成分」とは、材料の成分のうち、最も含有量の多い成分を意味している。
・特に、本発明において、出力部材(120,122)のコア部がCuを主成分とする材料で形成されていると、低コストで出力部材(120,122)の抵抗値を低減することができる。
Here, the “main component” means a component having the highest content among the components of the material.
In particular, in the present invention, when the core portion of the output member (120, 122) is formed of a material mainly composed of Cu, the resistance value of the output member (120, 122) can be reduced at a low cost. it can.

・また、本発明において、出力部材(120,122)のクラッド部がNiを主成分とする材料で形成されていると、出力部材(120,122)の表面が耐熱性の高いNiを主成分とする材料で被覆されるので、耐熱性の高い出力部材(120,122)とすることができる。   -Moreover, in this invention, when the clad part of an output member (120,122) is formed with the material which has Ni as a main component, the surface of an output member (120,122) has Ni as a main component with high heat resistance. Therefore, it is possible to obtain an output member (120, 122) having high heat resistance.

第1実施形態における固体酸化物形燃料電池1の外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an appearance of a solid oxide fuel cell 1 in a first embodiment. 図1に示すA−A断面図である。It is AA sectional drawing shown in FIG. 第2実施形態における固体酸化物燃料電池2の出力端子部材130,132と出力用導電部材134,136との接続部分の拡大図である。It is an enlarged view of the connection part of the output terminal members 130 and 132 and the output conductive members 134 and 136 of the solid oxide fuel cell 2 in the second embodiment. 第3実施形態における固体酸化物形燃料電池3の概略の外観図である。It is a general | schematic external view of the solid oxide fuel cell 3 in 3rd Embodiment. 第4実施形態における固体酸化物形燃料電池4の概略の外観図である。It is a general | schematic external view of the solid oxide fuel cell 4 in 4th Embodiment.

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
[第1実施形態]
(固体酸化物形燃料電池1の概略構成)
図1は、本発明が適用された固体酸化物形燃料電池1の外観を示す斜視図である。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
[First Embodiment]
(Schematic configuration of the solid oxide fuel cell 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a solid oxide fuel cell 1 to which the present invention is applied.

図1に示すように、固体酸化物形燃料電池1は、燃料ガス(例えば水素)と酸化剤ガス(例えば空気(詳しくは空気中の酸素))との供給を受けて発電を行う装置であり、発電単位である板状の固体酸化物形燃料電池セル(以下単に燃料電池セルと記す)6が複数個(例えば15個)積層された固体酸化物形燃料電池スタック(以下単に燃料電池スタックと記す)7を備えている。なお、固体酸化物形燃料電池1は、通常、断熱容器80に収容されている。   As shown in FIG. 1, a solid oxide fuel cell 1 is a device that generates power by receiving supply of a fuel gas (for example, hydrogen) and an oxidant gas (for example, air (specifically, oxygen in the air)). A solid oxide fuel cell stack (hereinafter simply referred to as a fuel cell stack) in which a plurality of (for example, 15) plate-like solid oxide fuel cell cells (hereinafter simply referred to as fuel cell cells) 6 as power generation units are stacked. 7) is provided. The solid oxide fuel cell 1 is usually housed in a heat insulating container 80.

この燃料電池スタック7の積層方向の両側には、複数の燃料電池セル6を押圧するとともに燃料電池スタック7の出力端子として用いられるスタック側出力端子部(保持板:エンドプレート)8,9が配置されており、燃料電池スタック7は、そのエンドプレート8,9を介して、燃料電池スタック7を積層方向に貫く第1〜第8固定部材11〜25により、締め付けられて固定され、一体化されている。   On both sides of the fuel cell stack 7 in the stacking direction, stack side output terminal portions (holding plates: end plates) 8 and 9 that press the plurality of fuel cells 6 and are used as output terminals of the fuel cell stack 7 are arranged. The fuel cell stack 7 is fastened and fixed by first to eighth fixing members 11 to 25 passing through the fuel cell stack 7 in the stacking direction via the end plates 8 and 9 and integrated. ing.

また、図1に示すように、第1〜第8固定部材11〜25は、燃料電池スタック7の枠部51にあけられた貫通孔53〜67を貫くように配置されて、燃料電池スタック7を積層方向に押圧して一体に固定する部材であり、それぞれ、(貫通孔53〜67を貫く)ボルト11a〜25a及びそれに螺合するナット11b〜25b等から構成されている。   Further, as shown in FIG. 1, the first to eighth fixing members 11 to 25 are arranged so as to penetrate through holes 53 to 67 formed in the frame portion 51 of the fuel cell stack 7, so that the fuel cell stack 7. Are pressed in the laminating direction to be fixed integrally, and are respectively composed of bolts 11a to 25a (through the through holes 53 to 67) and nuts 11b to 25b screwed to the bolts.

このうち、第6固定部材21のボルト21aは、燃料ガスを供給する流路として用いられ、その先端(図1中上方)は、燃料供給用配管21cに接続されている。燃料供給用配管21cは、断熱容器80の内部において、改質器(図示せず)、気化器(図示せず)、予熱器(図示せず)等の補助器に接続され、断熱容器80の底面或いは側面を貫通するように配管されている。なお、配管の形状、経路設計などは、適宜に変更可能である。また、補助器は、断熱容器80の内部において、下方に配置しても良い。さらに、補助器を、積層可能に形成して(例えば、補助層として)スタックと一体化することも可能である。   Among these, the bolt 21a of the sixth fixing member 21 is used as a flow path for supplying fuel gas, and its tip (upper in FIG. 1) is connected to the fuel supply pipe 21c. The fuel supply pipe 21 c is connected to an auxiliary device such as a reformer (not shown), a vaporizer (not shown), a preheater (not shown), etc. in the heat insulating container 80. It is piped through the bottom or side. Note that the shape of the pipe, the route design, and the like can be changed as appropriate. Moreover, you may arrange | position an auxiliary device below in the heat insulation container 80 inside. Furthermore, the auxiliary device can be formed to be stackable (eg, as an auxiliary layer) and integrated with the stack.

このように配管された燃料供給用配管21cによって、断熱容器80の図1中下方から燃料ガスを供給できるようになっている。
また、第2固定部材13のボルト13aは、燃料ガスを排出する流路として用いられ、その先端(図1中上方)は、燃料排気用配管13cに接続されている。燃料排気用配管13cは、断熱容器80の内部において、燃焼器(図示せず)等の補助器に接続され、断熱容器80の底面或いは側面を貫通するように配管されている。
The fuel gas can be supplied from the lower side in FIG. 1 of the heat insulating container 80 by the fuel supply pipe 21c thus piped.
Further, the bolt 13a of the second fixing member 13 is used as a flow path for discharging the fuel gas, and its tip (upper in FIG. 1) is connected to the fuel exhaust pipe 13c. The fuel exhaust pipe 13 c is connected to an auxiliary device such as a combustor (not shown) inside the heat insulating container 80, and is piped through the bottom surface or side surface of the heat insulating container 80.

このように、配管された燃料排気用配管13cによって、断熱容器80の図1中下方から反応後の排ガスを排気することができるようになっている。
また、第8固定部材25のボルト25aは、空気を供給する流路として用いられ、その先端(図1中上方)から空気供給用配管25cが、断熱容器80の内部において、予熱器(図示せず)等の補助器に接続され、断熱容器80の底面或いは側面を貫通するように配管されており、断熱容器80の図1中下方から空気の供給ができるようになっている。
Thus, the exhaust gas after reaction can be exhausted from the lower side of the heat insulating container 80 in FIG. 1 by the piped fuel exhaust pipe 13c.
Further, the bolt 25a of the eighth fixing member 25 is used as a flow path for supplying air, and an air supply pipe 25c from the tip (upper side in FIG. 1) is connected to a preheater (not shown) inside the heat insulating container 80. 1), and piped so as to pass through the bottom surface or the side surface of the heat insulating container 80, so that air can be supplied from below the heat insulating container 80 in FIG.

また、第4固定部材17のボルト17aは、空気を排出する流路として用いられ、その先端(図1中上方)から空気排気用配管17cが、断熱容器内80の内部において、燃焼器(図示せず)等の補助器に接続され、断熱容器80の底面或いは側面を貫通するように配管されており、断熱容器80の図1中下方から反応後の排ガスが排出できるようになっている。     Further, the bolt 17a of the fourth fixing member 17 is used as a flow path for discharging air, and an air exhaust pipe 17c is connected to the combustor (FIG. (Not shown) or the like, and is piped to penetrate the bottom surface or the side surface of the heat insulating container 80 so that the exhaust gas after the reaction can be discharged from the lower part of the heat insulating container 80 in FIG.

なお、第1、第3、第5、第7固定部材11,15,19,23は、燃料電池スタック7を固定するために用いられている。
(固体酸化物形燃料電池1の電力出力部分の構成)
図2に燃料電池スタック7の断面の一部(図1のA−A断面の一部)を示すように、例えば第5固定部材19のボルト19aは、耐熱性金属で形成したものであり、燃料電池スタック7の貫通孔61に貫挿されており、ナット19bが締め込まれて固定されている。
The first, third, fifth, and seventh fixing members 11, 15, 19, and 23 are used to fix the fuel cell stack 7.
(Configuration of power output portion of solid oxide fuel cell 1)
2 shows a part of the cross section of the fuel cell stack 7 (part of the AA cross section of FIG. 1), for example, the bolt 19a of the fifth fixing member 19 is formed of a heat-resistant metal, The fuel cell stack 7 is inserted into the through hole 61, and the nut 19b is tightened and fixed.

また、両エンドプレート8.9は、耐熱性及び導電性に優れた例えばステンレス製の板材で形成されている。
そして、ナット19bとエンドプレート8との間には、電力を燃料電池スタック7外に取り出すための出力部材120が、ボルト19aとナット19bで締め付けられて、エンドプレート8と面接触するように固定されている。また、ボルト19aとエンドプレート9との間には、同様に出力部材122が、ボルト19aとナット19bで締め付けられて、エンドプレート9と面接触するように固定されている。
Further, both end plates 8.9 are made of, for example, a stainless steel plate having excellent heat resistance and conductivity.
And between the nut 19b and the end plate 8, the output member 120 for taking out electric power out of the fuel cell stack 7 is fastened by the bolt 19a and the nut 19b and fixed so as to be in surface contact with the end plate 8. Has been. Similarly, the output member 122 is fastened between the bolt 19a and the end plate 9 by the bolt 19a and the nut 19b so as to be in surface contact with the end plate 9.

さらに、ボルト19a、ナット19bとエンドプレート8,9との間には、それぞれ、第5固定部材19と出力部材120,122とが短絡しないように、例えばマイカセラミックからなる板状の絶縁体69,71が配置されている。   Further, a plate-like insulator 69 made of, for example, mica ceramic is provided between the bolt 19a, the nut 19b, and the end plates 8 and 9 so that the fifth fixing member 19 and the output members 120 and 122 are not short-circuited. , 71 are arranged.

また、貫通孔61の上下の両端には、例えばマイカセラミックからなる円筒状の絶縁性スペーサ73,75が内嵌され、この絶縁性スペーサ73,75の貫通孔にボルト19aが貫挿されている。つまり、ボルト19aが貫通孔61の内周面に接触しないように、貫通孔61内に絶縁性スペーサ73,75が配置されている。   In addition, cylindrical insulating spacers 73 and 75 made of, for example, mica ceramic are fitted into the upper and lower ends of the through hole 61, and the bolt 19a is inserted into the through holes of the insulating spacers 73 and 75. . That is, the insulating spacers 73 and 75 are disposed in the through hole 61 so that the bolt 19 a does not contact the inner peripheral surface of the through hole 61.

なお、絶縁性スペーサ73,75を用いて、第5固定部材19を燃料電池スタック7と絶縁性を保って組み付ける構成は、他の固定部材でも同様であるので、その説明は省略する。   Note that the configuration in which the fifth fixing member 19 is assembled with the fuel cell stack 7 while maintaining the insulating properties using the insulating spacers 73 and 75 is the same for the other fixing members, and thus the description thereof is omitted.

出力部材120,122は、耐熱性を高めたCu合金や、導電率の高い金属をコア部にし、耐熱性の高い金属でコア部を被覆するクラッド部からなっている。前者の具体例としてはアルミナ分散強化銅、後者の具体例としては、コア部にCu又はCuを主成分とする合金材料を用い、コア部を被覆しているクラッド部にNiを主成分とする材料を用いたものがある。   The output members 120 and 122 are made of a Cu alloy having improved heat resistance, or a clad portion that uses a metal having high conductivity as a core portion and covers the core portion with a metal having high heat resistance. As the specific example of the former, alumina dispersion strengthened copper is used, and as the specific example of the latter, Cu or an alloy material containing Cu as a main component is used for the core portion, and Ni is used as the main component for the clad portion covering the core portion. Some use materials.

(固体酸化物形燃料電池1の特徴)
以上のような固体酸化物形燃料電池1では、燃料電池スタック7で発電された電力がエンドプレート8,9から出力されるが、その際、固定部材19(ボルト19a、ナット19b)でエンドプレート8,9に面接触するように固定された出力部材120,122から電力が出力される。
(Characteristics of solid oxide fuel cell 1)
In the solid oxide fuel cell 1 as described above, the electric power generated by the fuel cell stack 7 is output from the end plates 8 and 9. Electric power is output from the output members 120 and 122 fixed so as to be in surface contact with 8 and 9.

したがって、出力される電力の出力損失を低減するにあたって、出力部材120、122の自体の大きさや形状などを最適化することができる。
つまり、エンドプレート8,9と出力部材120,122とが面接触しているので、エンドプレート8,9と出力部材120,122の接触抵抗や出力部材120,122自体の抵抗を低減する形状とすることにより、燃料電池スタック7と出力部材120,122との接触の安定性を確保し、電力出力のための構造の自由度を向上するとともに、固体酸化物形燃料電池1を小型化することができる。
Therefore, in reducing the output loss of the output power, the size and shape of the output members 120 and 122 themselves can be optimized.
That is, since the end plates 8 and 9 and the output members 120 and 122 are in surface contact with each other, the contact resistance between the end plates 8 and 9 and the output members 120 and 122 and the resistance of the output members 120 and 122 themselves are reduced. By doing so, the stability of the contact between the fuel cell stack 7 and the output members 120 and 122 is ensured, the degree of freedom of the structure for power output is improved, and the solid oxide fuel cell 1 is reduced in size. Can do.

出力部材120、122は、耐熱性を高めたCu合金を用いるか、又は、コア部とそれよりも耐熱性の高い材料、例えばNiなどを主成分とするクラッド部で被覆することにより、コア部に、比較的耐熱性が劣るが抵抗値は低い材料を用い、そのコア部を耐熱性の高い材料で被覆することにより、低抵抗かつ耐熱性の高い出力部材120,122とすることができる。   The output members 120 and 122 use a Cu alloy with improved heat resistance, or cover the core portion with a core portion and a clad portion mainly composed of a material having higher heat resistance, for example, Ni. In addition, by using a material having a relatively low heat resistance but a low resistance value and covering the core portion with a material having a high heat resistance, the output members 120 and 122 having a low resistance and a high heat resistance can be obtained.

ここで、「主成分」とは、材料の成分のうち、最も含有量の多い成分を意味している。
特に、コア部がCuを主成分とする材料で形成されているので、低コストで出力部材120,122の抵抗値を低減することができる。
Here, the “main component” means a component having the highest content among the components of the material.
In particular, since the core part is formed of a material mainly composed of Cu, the resistance values of the output members 120 and 122 can be reduced at low cost.

また、クラッド部がNiなどを主成分とする材料で形成されている。つまり、出力部材120,122の表面が耐熱性の高いNiなどを主成分とする材料で被覆されるので、耐熱性の高い出力部材120,122とすることができる。   Further, the clad portion is formed of a material mainly composed of Ni or the like. That is, since the surfaces of the output members 120 and 122 are coated with a material mainly composed of Ni having high heat resistance, the output members 120 and 122 having high heat resistance can be obtained.

さらに、燃料電池スタック7を断熱容器80に収容した場合、断熱容器80内の上部よりも下部の方が、温度が低い。したがって、固体酸化物形燃料電池1のように、燃料電池スタック7で発電された電力の出力や燃料ガスや空気の供給及び排気を断熱容器80の下方へ行うようになっていれば、断熱容器80内部の熱の外部への流出を抑制することができる。   Further, when the fuel cell stack 7 is accommodated in the heat insulating container 80, the temperature is lower in the lower part than in the upper part in the heat insulating container 80. Therefore, as in the case of the solid oxide fuel cell 1, if the output of the electric power generated by the fuel cell stack 7, the supply of fuel gas or air, and the exhaust are performed below the heat insulating container 80, the heat insulating container The outflow of the heat inside 80 to the outside can be suppressed.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態として、出力部材120,122を出力端子部材130,132と出力用導電部材134,136とから構成した固体酸化物形燃料電池2について図3に基づき説明する。図3は、出力端子部材130,132と出力用導電部材134,136との接続部分の拡大図である。なお、第2実施形態では、第1実施形態から出力部材120,122の構成のみが異なっているので、同じ構成要件については同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, as a second embodiment, a solid oxide fuel cell 2 in which output members 120 and 122 are composed of output terminal members 130 and 132 and output conductive members 134 and 136 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a connection portion between the output terminal members 130 and 132 and the output conductive members 134 and 136. In the second embodiment, since only the configuration of the output members 120 and 122 is different from that of the first embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

固体酸化物形燃料電池2では、図3に拡大して示すように出力部材120は、エンドプレート8に接触する出力端子部材130と、出力端子部材130から外部に電力を出力するための出力用導電部材134とが接続されたものである。   In the solid oxide fuel cell 2, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the output member 120 includes an output terminal member 130 that comes into contact with the end plate 8 and an output for outputting electric power from the output terminal member 130 to the outside. The conductive member 134 is connected.

そして、出力端子部材130と出力用導電部材134の両者、若しくは出力用導電部材134は、前述の耐熱性のCu合金、又はCuを主成分とする材料で形成されたコア部と、コア部より耐熱性の高いNiを主成分とする材料を主成分とし、コア部を被覆するクラッド部と、から形成されている。   Then, both the output terminal member 130 and the output conductive member 134, or the output conductive member 134 are composed of a core portion made of the above-mentioned heat-resistant Cu alloy or a material mainly containing Cu, and a core portion. The main component is a material mainly composed of Ni having high heat resistance, and the clad portion covers the core portion.

出力端子部材130は、肉厚の板状に形成されており、その側壁外側から内側にめくら穴81が設けられている。めくら穴81の内部に、銀(又は銀を主成分とする銀合金)からなる高い導電性を有する薄膜の導電性中間材85が配置されている。具体的には、めくら穴81の側壁部分と出力用導電部材134の間において、両表面に密着するようにAgPd合金からなる導電性中間材85が配置されている。   The output terminal member 130 is formed in a thick plate shape, and a blind hole 81 is provided from the outside of the side wall to the inside. Inside the blind hole 81, a thin conductive intermediate material 85 made of silver (or a silver alloy containing silver as a main component) and having high conductivity is disposed. Specifically, a conductive intermediate material 85 made of an AgPd alloy is disposed between the side wall portion of the blind hole 81 and the output conductive member 134 so as to be in close contact with both surfaces.

出力用導電部材134は、丸棒状に形成され、出力端子部材130のめくら穴81に挿入されて出力端子部材130に固定されている。
また、出力端子部材130をめくら穴81に挿入する代わりに、出力端子部材130のめくら穴81と出力用導電部材134にねじ加工を施してもよい。この場合、出力用導電部材134の先端部87がめくら穴81の底部89に当接するまでねじ込むことで、通常の棒に比べて接触面積が増加し、接続の強度が上がる。
The output conductive member 134 is formed in a round bar shape, and is inserted into the blind hole 81 of the output terminal member 130 and fixed to the output terminal member 130.
Further, instead of inserting the output terminal member 130 into the blind hole 81, the blind hole 81 of the output terminal member 130 and the output conductive member 134 may be threaded. In this case, by screwing until the leading end portion 87 of the output conductive member 134 comes into contact with the bottom portion 89 of the blind hole 81, the contact area is increased as compared with a normal bar, and the connection strength is increased.

また、板状の出力端子部材130に設けられた貫通孔82にボルト19aが嵌挿され、ナット19bにより締め付けられてエンドプレート8に接触固定されている。
なお、下端の出力部材122も上端の出力部材120と同様な構成である。
Further, a bolt 19 a is inserted into a through hole 82 provided in the plate-like output terminal member 130, and is fastened by a nut 19 b to be fixed to the end plate 8 in contact.
The output member 122 at the lower end has the same configuration as the output member 120 at the upper end.

出力部材120,122がこのような構造となっている固体酸化物形燃料電池2では、出力端子部材130,132の形状を、円筒状などエンドプレート8,9に接触して電力を取り出すために適した形状とし、出力用導電部材134,136を、丸棒形状など電力を外部出力するために適した形状とすることができるとともに丸棒形状の材料など加工の容易な材料を使用することでコスト低減を図ることができる。   In the solid oxide fuel cell 2 in which the output members 120 and 122 have such a structure, the shape of the output terminal members 130 and 132 is in contact with the end plates 8 and 9 such as a cylindrical shape to extract electric power. By using a suitable shape, the output conductive members 134 and 136 can have a shape suitable for external output of power, such as a round bar shape, and by using a material that is easy to process such as a round bar shape material. Cost reduction can be achieved.

また、出力用導電部材134,136を丸棒の直径を大きくすることで、出力用導電部材134,136の抵抗値を低減することができる。さらに、出力端子部材130,132と出力用導電部材134,136とに分けて製作できるので、コスト低減を図ることもできる。   Moreover, the resistance value of the output conductive members 134 and 136 can be reduced by increasing the diameter of the round bars of the output conductive members 134 and 136. Furthermore, since the output terminal members 130 and 132 and the output conductive members 134 and 136 can be manufactured separately, the cost can be reduced.

また、出力用導電部材134,136を、前述の耐熱性のCu合金、又は、Cuを主成分とする材料で形成されたコア部とそれよりも耐熱性の高いNiを主成分とする材料を主成分とするクラッド部で被覆することにより、抵抗値が低いCuを用い、そのコア部を耐熱性の高い材料で被覆することにより、低抵抗かつ耐熱性の高い出力用導電部材134,136とすることができる。   Further, the output conductive members 134 and 136 are made of the heat-resistant Cu alloy, or a core portion formed of a material mainly composed of Cu and a material mainly composed of Ni having higher heat resistance. By covering with a clad portion as a main component, Cu having a low resistance value and covering the core portion with a material having high heat resistance, the conductive members for output 134 and 136 having low resistance and high heat resistance can be obtained. can do.

[第3実施形態]
第3実施形態では、電力を下側に出力するようにした固体酸化物形燃料電池3について図4に基づき説明する。図4は、固体酸化物形燃料電池3の概略の外観図である。なお、第3実施形態では、第2実施形態から出力端子部材130,132の構成のみが異なっているので、同じ構成要件については同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, a solid oxide fuel cell 3 configured to output electric power downward will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic external view of the solid oxide fuel cell 3. In the third embodiment, since only the configuration of the output terminal members 130 and 132 is different from that of the second embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

固体酸化物形燃料電池3では、図4(a)及び図4(b)に示すように、出力端子部材130は、厚板の短冊状に形成され、図4(a)中長手方向の左端側に貫通孔83が設けられている。そして、その貫通孔83にボルト15aが嵌挿され、ナット15bでエンドプレート8に締め付けられて、他端側が固体酸化物形燃料電池3の側面側に突出するように固定されている。   In the solid oxide fuel cell 3, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the output terminal member 130 is formed in a strip-like shape, and the left end in the longitudinal direction in FIG. 4 (a). A through hole 83 is provided on the side. Bolts 15 a are inserted into the through holes 83 and fastened to the end plate 8 with nuts 15 b, and the other end side is fixed so as to protrude from the side surface side of the solid oxide fuel cell 3.

また、出力端子部材130の図4(a)中長手方向の右端側にめくら穴81が底面にボルト19aと平行(図4(b)中上下方向)に設けられている。そして、出力用導電部材134は、丸棒状に形成され、その一端が出力端子部材130のめくら穴81に挿入されて、出力端子部材130に固定される。   Further, a blind hole 81 is provided on the bottom of the output terminal member 130 on the right end side in the longitudinal direction in FIG. 4A in parallel with the bolt 19a (up and down direction in FIG. 4B). The output conductive member 134 is formed in a round bar shape, and one end thereof is inserted into the blind hole 81 of the output terminal member 130 and fixed to the output terminal member 130.

同様に、出力端子部材132がボルト19aとナット19bでエンドプレート9に固定され、丸棒状に形成された出力用導電部材136の一端が出力端子部材132に挿入されて、出力端子部材132に固定されている。   Similarly, the output terminal member 132 is fixed to the end plate 9 with bolts 19 a and nuts 19 b, and one end of the output conductive member 136 formed in a round bar shape is inserted into the output terminal member 132 and fixed to the output terminal member 132. Has been.

そして、出力用導電部材134,136が図4(b)中下方に延伸され、断熱容器80の底面を貫通することにより、燃料電池スタック7で発電された電力が断熱容器80から外部へ出力されるようになっている。   Then, the output conductive members 134 and 136 extend downward in FIG. 4B and pass through the bottom surface of the heat insulating container 80, whereby the power generated by the fuel cell stack 7 is output from the heat insulating container 80 to the outside. It has become so.

ここで、出力端子部材130,132及び出力用導電部材134,136は、第2実施形態と同様に、Cuを主成分とする材料で形成されたコア部と、コア部より耐熱性の高いNiを主成分とする材料を主成分とし、コア部を被覆するクラッド部と、から形成されている。   Here, similarly to the second embodiment, the output terminal members 130 and 132 and the output conductive members 134 and 136 include a core portion formed of a material mainly composed of Cu, and Ni having higher heat resistance than the core portion. And a clad part covering the core part.

このような固体酸化物形燃料電池3では、第2実施形態と同様の効果が得られ、さらに、発電した電力を固体酸化物形燃料電池3の下側に出力することができるので、設置場所の形状に応じてコンパクトな形状とすることができる。   In such a solid oxide fuel cell 3, the same effect as in the second embodiment can be obtained, and furthermore, the generated power can be output to the lower side of the solid oxide fuel cell 3. It can be made into a compact shape according to the shape.

また、発電した電力を固体酸化物形燃料電池3の上側に出力しても同様に設置場所の形状に応じてコンパクトな形状とすることができる。
[第4実施形態]
第4実施形態では、出力端子部材130,132がエンドプレートと一体化された固体酸化物形燃料電池4について図5に基づき説明する。図5は、固体酸化物形燃料電池4の概略の外観図である。なお、第4実施形態では、第3実施形態から出力端子部材130,132の構成のみが異なっているので、同じ構成要件については同じ符号を付し、その説明を省略する。
Moreover, even if the generated electric power is output to the upper side of the solid oxide fuel cell 3, it can be similarly compact according to the shape of the installation place.
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, a solid oxide fuel cell 4 in which output terminal members 130 and 132 are integrated with an end plate will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic external view of the solid oxide fuel cell 4. In the fourth embodiment, since only the configuration of the output terminal members 130 and 132 is different from that of the third embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

固体酸化物形燃料電池4では、図5(a)及び図5(b)に示すように、第3実施形態における固体酸化物形燃料電池3の出力端子部材130,132の代わりに、エンドプレート8,9と一体化された一体型エンドプレート70、90が、固体酸化物形燃料電池4の図5(a)及び図5(b)中の右側面側に突出するように形成されている。   In the solid oxide fuel cell 4, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), instead of the output terminal members 130 and 132 of the solid oxide fuel cell 3 in the third embodiment, end plates are used. The integrated end plates 70 and 90 integrated with 8 and 9 are formed so as to protrude to the right side surface of the solid oxide fuel cell 4 in FIGS. 5A and 5B. .

そして、図5(b)中右側面側から突出した一体型エンドプレート70,90の図5(b)中右端部分に、めくら穴81が底面にボルト19aと平行(図5(b)中上下方向)に設けられている。   5B, a blind hole 81 is parallel to the bolt 19a on the bottom of the integrated end plates 70, 90 protruding from the right side in FIG. 5B. Direction).

また、出力用導電部材134は、丸棒状に形成され、その一端が一体型エンドプレート70のめくら穴81に挿入されて固定される。
同様に、丸棒状に形成された出力用導電部材136の一端が一体型エンドプレート90のめくら穴81に挿入されて、固定されている。
The output conductive member 134 is formed in a round bar shape, and one end thereof is inserted into the blind hole 81 of the integrated end plate 70 and fixed.
Similarly, one end of the output conductive member 136 formed in a round bar shape is inserted into the blind hole 81 of the integrated end plate 90 and fixed.

また、出力用導電部材134,136が図5(b)中下方に延伸され、断熱容器80の底面を貫通することにより、燃料電池スタック7で発電された電力が断熱容器80から外部へ出力されるようになっている。   Further, the output conductive members 134 and 136 are extended downward in FIG. 5B and penetrate through the bottom surface of the heat insulating container 80, whereby the electric power generated by the fuel cell stack 7 is output from the heat insulating container 80 to the outside. It has become so.

このような、固体酸化物形燃料電池4では、第3実施形態の固体酸化物形燃料電池3と同じ効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
In such a solid oxide fuel cell 4, the same effect as the solid oxide fuel cell 3 of the third embodiment can be obtained.
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, A various aspect can be taken.

(1)第2実施形態では、出力端子部材130,132を円筒状に形成したが、肉厚の短冊状に形成してもよい。
(2)また、第2〜第4実施形態では、出力用導電部材134,136は丸棒形状としたが、丸棒形状でなくてもよい。丸棒形状以外の形状とする場合には、端部及びめくら穴81内面にねじ加工を行って、出力端子部材130,132のめくら穴81にねじ込んで固定するようにしてもよい。
(1) In the second embodiment, the output terminal members 130 and 132 are formed in a cylindrical shape, but may be formed in a thick strip shape.
(2) In the second to fourth embodiments, the output conductive members 134 and 136 are round bar shapes, but may not be round bar shapes. In the case of a shape other than the round bar shape, the end portion and the inner surface of the blind hole 81 may be threaded and screwed into the blind holes 81 of the output terminal members 130 and 132 to be fixed.

(3)燃料電池スタック7は、導電するインターコネクタを用いて単セルを複数積層してなる集合体である。また、固体酸化物形燃料電池1,2,3,4,5は、一枚の単セル、あるいは複数の単セルの集合体(スタック)から構成され、電力を外部へ出力できる発電装置である。   (3) The fuel cell stack 7 is an assembly formed by stacking a plurality of single cells using conductive interconnectors. Each of the solid oxide fuel cells 1, 2, 3, 4, and 5 is a power generation device that is composed of a single cell or an assembly (stack) of a plurality of single cells and can output electric power to the outside. .

上記実施形態では、燃料電池セル6(いわゆる単セル)を複数個積層した燃料電池スタック7を用いていたが、燃料電池セル6以外に、改質層、燃焼層あるいは支持層などの補助層を積層してもよい。   In the above embodiment, the fuel cell stack 7 in which a plurality of fuel cells 6 (so-called single cells) are stacked is used. However, in addition to the fuel cells 6, auxiliary layers such as a reforming layer, a combustion layer, or a support layer are provided. You may laminate.

1,2,3,4…固体酸化物形燃料電池、6…固体酸化物形燃料電池セル(燃料電池セル)、7…固体酸化物形燃料電池スタック(燃料電池スタック)、8…第1エンドプレート(エンドプレート)、9…第2エンドプレート(エンドプレート)、11,13,15,17,19,21,23,25…固定部材、11a,13a,15a,17a,19a,21a,23a,25a…ボルト、11b,13b,15b,17b,19b,21b,23b,25b…ナット、13c…燃料排気用配管、17c…空気排気用配管、21c…燃料供給用配管、25c…空気供給用配管、70,90…一体型エンドプレート、80…断熱容器、85…導電性中間材、120,122…出力部材、130,132…出力端子部材、134,136…出力用導電部材。   1, 2, 3, 4 ... solid oxide fuel cell, 6 ... solid oxide fuel cell (fuel cell), 7 ... solid oxide fuel cell stack (fuel cell stack), 8 ... first end Plate (end plate), 9 ... 2nd end plate (end plate), 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25 ... Fixing member, 11a, 13a, 15a, 17a, 19a, 21a, 23a, 25a ... bolt, 11b, 13b, 15b, 17b, 19b, 21b, 23b, 25b ... nut, 13c ... fuel exhaust pipe, 17c ... air exhaust pipe, 21c ... fuel supply pipe, 25c ... air supply pipe, 70, 90 ... Integrated end plate, 80 ... Thermal insulation container, 85 ... Conductive intermediate material, 120, 122 ... Output member, 130, 132 ... Output terminal member, 134, 136 ... Output Conductive members.

Claims (7)

断熱容器に収容され、板状の電解質層の両面に燃料極及び酸化剤極を配置してなり、燃料ガスと酸化剤ガスの反応により電力を発生する燃料電池セルを備えた燃料電池において、
前記電解質層の厚み方向に配置され、一つの前記燃料電池セル又は複数の前記燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを両端側から挟むとともに、発電した電力を取り出すエンドプレートと、
前記燃料電池スタックと前記エンドプレートとを積層方向に貫き、締め付けて固定する複数の固定部材と、
前記エンドプレートにより取り出された電力をさらに前記断熱容器の外部に出力する出力部材と、
を備え、
前記出力部材は、
前記固定部材と前記エンドプレートとの間に配置され、前記エンドプレートに面接触していることを特徴とする燃料電池。
In a fuel cell including a fuel cell that is housed in a heat insulating container and has a fuel electrode and an oxidant electrode disposed on both sides of a plate-like electrolyte layer, and generates electric power by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas.
An end plate that is arranged in the thickness direction of the electrolyte layer, sandwiches the fuel cell stack in which one fuel cell or a plurality of the fuel cells are stacked from both ends, and takes out the generated electric power;
A plurality of fixing members that pass through the fuel cell stack and the end plate in the stacking direction and fasten and fix;
An output member that further outputs the electric power extracted by the end plate to the outside of the heat insulating container;
With
The output member is
A fuel cell, wherein the fuel cell is disposed between the fixing member and the end plate and is in surface contact with the end plate.
断熱容器に収容され、板状の電解質層の両面に燃料極及び酸化剤極を配置してなり、燃料ガスと酸化剤ガスの反応により電力を発生する燃料電池セルを備えた燃料電池において、
前記電解質層の厚み方向に配置され、一つの前記燃料電池セル又は複数の前記燃料電池セルが積層された燃料電池スタックを両端側から挟むとともに、発電した電力を取り出すエンドプレートと、
前記エンドプレートにより取り出された電力をさらに前記断熱容器の外部に出力する出力部材と、
を備え、
前記出力部材は、
コア部と、
前記コア部よりも耐熱性の高い材料を主成分とし、前記コア部を被覆するクラッド部とからなり、前記エンドプレートと一体に形成されていることを特徴とする燃料電池。
In a fuel cell including a fuel cell that is housed in a heat insulating container and has a fuel electrode and an oxidant electrode disposed on both sides of a plate-like electrolyte layer, and generates electric power by a reaction between the fuel gas and the oxidant gas.
An end plate that is arranged in the thickness direction of the electrolyte layer, sandwiches the fuel cell stack in which one fuel cell or a plurality of the fuel cells are stacked from both ends, and takes out the generated electric power;
An output member that further outputs the electric power extracted by the end plate to the outside of the heat insulating container;
With
The output member is
The core,
A fuel cell comprising a material having a heat resistance higher than that of the core portion as a main component, a clad portion covering the core portion, and being integrally formed with the end plate.
前記出力部材は、
固定部材により前記エンドプレートに固定されており、
前記エンドプレートに面接触する出力端子部材と、
前記出力端子部材と電気的に接続され、該出力端子部材から前記断熱容器の外部に電力を出力する出力用導電部材と、を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の燃料電池。
The output member is
It is fixed to the end plate by a fixing member,
An output terminal member in surface contact with the end plate;
The fuel according to claim 1, further comprising: an output conductive member that is electrically connected to the output terminal member and outputs electric power from the output terminal member to the outside of the heat insulating container. battery.
前記出力部材は、
前記断熱容器の下方から外部に電気的に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の燃料電池。
The output member is
The fuel cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell is configured to be electrically connected to the outside from below the heat insulating container.
前記出力部材は、
コア部と、
前記コア部よりも耐熱性の高い材料を主成分とし、前記コア部を被覆するクラッド部と、
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項3又は請求項4の何れかに記載の燃料電池。
The output member is
The core,
A material having a heat resistance higher than that of the core part as a main component, and a clad part covering the core part,
5. The fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell is provided.
前記出力部材は、
前記コア部がCuを主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項2又は請求項5に記載の燃料電池。
The output member is
The fuel cell according to claim 2 or 5, wherein the core portion is formed of a material containing Cu as a main component.
前記出力部材は、
前記クラッド部がNiを主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の燃料電池。
The output member is
The fuel cell according to claim 5 or 6, wherein the clad portion is formed of a material mainly composed of Ni.
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