JP6688866B1 - Cell stack device - Google Patents

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Abstract

【課題】桟部の変形を抑制する。【解決手段】天板231は、複数の貫通孔234と、複数の桟部235と、連結補強部236と、を有している。各貫通孔234は、互いに間隔をあけて配列されている。また、各貫通孔234は、配列方向と交差する延在方向に延びる。各桟部235は、各貫通孔234間に配置されている。各桟部235は、延在方向に延びている。連結補強部236は、貫通孔234を横切り、隣り合う桟部235同士を連結する。貫通孔234は、連結補強部236によって複数の分割孔234a、234bに分割される。【選択図】図5PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation of a cross section. A top plate 231 has a plurality of through holes 234, a plurality of crosspieces 235, and a connecting reinforcing portion 236. The through holes 234 are arranged at intervals. In addition, each through hole 234 extends in an extending direction that intersects the arrangement direction. The crosspieces 235 are arranged between the through holes 234. Each cross section 235 extends in the extending direction. The connection reinforcing portion 236 crosses the through hole 234 and connects adjacent crosspieces 235 to each other. The through hole 234 is divided into a plurality of divided holes 234a and 234b by the connecting reinforcing portion 236. [Selection diagram] Fig. 5

Description

本発明は、マニホールド及びセルスタック装置に関するものである。   The present invention relates to a manifold and a cell stack device.

セルスタック装置は、複数の燃料電池セルと、マニホールドとを有している。マニホールドは、各燃料電池セルにガスを供給するために、複数の貫通孔を有している。各貫通孔は、長孔形状を有しており、互いに間隔をあけて配列されている。   The cell stack device has a plurality of fuel cells and a manifold. The manifold has a plurality of through holes for supplying gas to each fuel cell. Each through hole has a long hole shape and is arranged at intervals.

特許第6393849号公報Japanese Patent No. 6393948

一般的に、各貫通孔は、プレス加工によって形成される。このプレス加工などによって、各貫通孔間を延びる桟部が変形することがある。このように桟部が変形すると、例えば、接合材による燃料電池セルと天板との接合不良が生じるなどといった問題が生じ得る。   Generally, each through hole is formed by pressing. Due to this press work or the like, the crosspiece extending between the through holes may be deformed. When the cross section is deformed in this way, a problem may occur, for example, a joint failure between the fuel cell and the top plate due to the joint material.

本発明の課題は、桟部の変形を抑制することのできるマニホールド及びセルスタック装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a manifold and a cell stack device capable of suppressing deformation of a crosspiece.

本発明の第1側面に係るマニホールドは、複数の燃料電池セルにガスを供給するように構成されている。このマニホールドは、底板、側板、及び天板を備えている。天板は、複数の貫通孔と、複数の桟部と、連結補強部と、を有している。各貫通孔は、互いに間隔をあけて配列されている。また、各貫通孔は、配列方向と交差する延在方向に延びる。各桟部は、各貫通孔間に配置されている。各桟部は、延在方向に延びている。連結補強部は、貫通孔を横切り、隣り合う桟部同士を連結する。貫通孔は、連結補強部によって複数の分割孔に分割される。   The manifold according to the first aspect of the present invention is configured to supply gas to a plurality of fuel cells. The manifold includes a bottom plate, side plates, and a top plate. The top plate has a plurality of through holes, a plurality of crosspieces, and a connecting reinforcing portion. The through holes are arranged at intervals. In addition, each through hole extends in an extending direction that intersects the arrangement direction. Each cross section is arranged between each through hole. Each cross section extends in the extending direction. The connection reinforcing part crosses the through hole and connects adjacent crosspieces. The through hole is divided into a plurality of dividing holes by the connecting reinforcing portion.

この構成によれば、各桟部は、連結補強部によって互いに連結されているために強度が向上し、変形が抑制される。   According to this configuration, since the crosspieces are connected to each other by the connection reinforcing portion, the strength is improved and the deformation is suppressed.

好ましくは、各分割孔は、長孔形状である。   Preferably, each divided hole has an elongated hole shape.

本発明の第2側面に係るセルスタック装置は、上記いずれかのマニホールドと、天板から延びる複数の燃料電池セルと、を備える。   A cell stack device according to a second aspect of the present invention includes any one of the above manifolds and a plurality of fuel battery cells extending from a top plate.

好ましくは、各分割孔は、燃料電池セルに形成された複数のガス流路と連通する。   Preferably, each division hole communicates with a plurality of gas passages formed in the fuel cell.

好ましくは、燃料電池セルは、前記天板と対向する基端面を有する。基端面の外周縁部は、天板と当接する。外周縁部に囲まれた基端面の中央部は、貫通孔と対向する。   Preferably, the fuel cell unit has a base end surface facing the top plate. The outer peripheral edge portion of the base end face contacts the top plate. The central portion of the base end face surrounded by the outer peripheral edge portion faces the through hole.

好ましくは、マニホールドは、ガス供給室と、ガス回収室と、を有する。連結補強部は、ガス供給室とガス回収室との境界部に配置される。複数の分割孔は、ガス供給室と連通する第1分割孔と、ガス回収室と連通する第2分割孔と、を含む。   Preferably, the manifold has a gas supply chamber and a gas recovery chamber. The connection reinforcing portion is arranged at the boundary between the gas supply chamber and the gas recovery chamber. The plurality of division holes include a first division hole that communicates with the gas supply chamber and a second division hole that communicates with the gas recovery chamber.

好ましくは、燃料電池セルは、少なくとも1つの第1ガス流路と、少なくとも1つの第2ガス流路とを有する。第1ガス流路は、ガス供給室と連通する。第2ガス流路は、ガス回収室と連通する。第1及び第2ガス流路は、燃料電池セルの基端部から先端部に延びる。また、第1及び第2ガス流路は、燃料電池セルの先端部において互いに連通する。   Preferably, the fuel cell unit has at least one first gas passage and at least one second gas passage. The first gas flow path communicates with the gas supply chamber. The second gas flow path communicates with the gas recovery chamber. The first and second gas flow paths extend from the base end portion to the tip end portion of the fuel cell unit. The first and second gas flow paths communicate with each other at the tip of the fuel cell unit.

本発明によれば、桟部の変形を抑制することができる。   According to the present invention, the deformation of the crosspiece can be suppressed.

セルスタック装置の斜視図。The perspective view of a cell stack device. マニホールドの断面図。Sectional drawing of a manifold. マニホールドの上面図。The top view of a manifold. セルスタック装置の断面図。Sectional drawing of a cell stack apparatus. マニホールドの拡大平面図。An enlarged plan view of the manifold. 燃料電池セルの斜視図。The perspective view of a fuel cell. 支持基板の断面図。Sectional drawing of a support substrate. 燃料電池セルの断面図。Sectional drawing of a fuel cell. 変形例に係るマニホールドの拡大平面図。The enlarged plan view of the manifold which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るマニホールドの拡大平面図。The enlarged plan view of the manifold which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の拡大断面図。The expanded sectional view of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 図14のXV−XV線断面図。XV-XV sectional view taken on the line of FIG. 図15のセルスタック装置の別の態様を示す断面図。Sectional drawing which shows another aspect of the cell stack apparatus of FIG. 変形例に係るセルスタック装置の拡大断面図。The expanded sectional view of the cell stack apparatus which concerns on a modification. 変形例に係るセルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack apparatus which concerns on a modification.

以下、本発明に係るマニホールド及びセルスタック装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、セルスタック装置を示す斜視図である。なお、図1において、いくつかの燃料電池セルの記載を省略している。   Hereinafter, embodiments of a manifold and a cell stack device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a cell stack device. It should be noted that some fuel cells are not shown in FIG. 1.

[セルスタック装置]
図1に示すように、セルスタック装置100は、マニホールド2と、複数の燃料電池セル10とを備えている。
[Cell stack device]
As shown in FIG. 1, the cell stack device 100 includes a manifold 2 and a plurality of fuel battery cells 10.

[マニホールド]
マニホールド2は、複数の燃料電池セル10にガスを供給するように構成されている。また、マニホールド2は、燃料電池セル10から排出されたガスを回収するように構成されている。
[Manifold]
The manifold 2 is configured to supply gas to the plurality of fuel battery cells 10. Further, the manifold 2 is configured to collect the gas discharged from the fuel cell unit 10.

図2は、マニホールドの断面図である。図2において、一部の貫通孔のみを想像線で示している。図2に示すように、マニホールド2は、ガス供給室21とガス回収室22とを有している。ガス供給室21には、改質器などを介して燃料ガス供給源から燃料ガスが供給される。ガス回収室22は、各燃料電池セル10にて使用された燃料ガスのオフガスを回収する。   FIG. 2 is a sectional view of the manifold. In FIG. 2, only some of the through holes are shown by imaginary lines. As shown in FIG. 2, the manifold 2 has a gas supply chamber 21 and a gas recovery chamber 22. Fuel gas is supplied to the gas supply chamber 21 from a fuel gas supply source via a reformer or the like. The gas recovery chamber 22 recovers the off gas of the fuel gas used in each fuel cell 10.

マニホールド2は、マニホールド本体部23と、仕切板24とを有している。マニホールド本体部23は、内部に空間を有している。マニホールド本体部23は、直方体状である。   The manifold 2 has a manifold main body 23 and a partition plate 24. The manifold body 23 has a space inside. The manifold main body 23 has a rectangular parallelepiped shape.

仕切板24は、マニホールド本体部23の空間をガス供給室21とガス回収室22とに仕切っている。詳細には、仕切板24は、マニホールド本体部23の略中央部において、マニホールド本体部23の長さ方向に延びている。なお、本実施形態では、仕切板24は、マニホールド本体部23の空間を完全に仕切っているが、仕切板24とマニホールド本体部23との間に隙間が形成されていてもよい。   The partition plate 24 partitions the space of the manifold main body 23 into a gas supply chamber 21 and a gas recovery chamber 22. In detail, the partition plate 24 extends in the length direction of the manifold main body 23 at a substantially central portion of the manifold main body 23. In this embodiment, the partition plate 24 completely partitions the space of the manifold main body 23, but a gap may be formed between the partition plate 24 and the manifold main body 23.

ガス供給室21の底面には、ガス供給口211が形成されている。また、ガス回収室22の底面には、ガス排出口221が形成されている。なお、ガス供給口211はガス供給室21の側面又は上面に形成されていてもよいし、ガス排出口221はガス回収室22の側面又は上面に形成されていてもよい。   A gas supply port 211 is formed on the bottom surface of the gas supply chamber 21. A gas outlet 221 is formed on the bottom surface of the gas recovery chamber 22. The gas supply port 211 may be formed on the side surface or the upper surface of the gas supply chamber 21, and the gas discharge port 221 may be formed on the side surface or the upper surface of the gas recovery chamber 22.

ガス供給口211は、例えば、後述する配列方向(z軸方向)において、マニホールド2の中心Cよりも第1端部201側に配置されている。一方、ガス排出口221は、例えば、配列方向(z軸方向)において、マニホールド2の中心Cよりも第2端部202側に配置されている。   The gas supply port 211 is arranged closer to the first end 201 side than the center C of the manifold 2 in the arrangement direction (z-axis direction) described later, for example. On the other hand, the gas discharge port 221 is arranged closer to the second end 202 side than the center C of the manifold 2 in the arrangement direction (z-axis direction), for example.

図2から図4に示すように、マニホールド2は、天板231、底板232、及び側板233を有している。なお、この天板231、底板232、及び側板233によって、マニホールド本体部23が構成されている。底板232と側板233とは1つの部材で構成されている。天板231は、側板233の上端部と接合している。なお、天板231と側板233とが1つの部材で構成されており、底板232が側板233の下端部と接合していてもよい。   As shown in FIGS. 2 to 4, the manifold 2 has a top plate 231, a bottom plate 232, and side plates 233. The top plate 231, the bottom plate 232, and the side plates 233 form the manifold body 23. The bottom plate 232 and the side plate 233 are composed of one member. The top plate 231 is joined to the upper end portion of the side plate 233. The top plate 231 and the side plate 233 may be formed of one member, and the bottom plate 232 may be joined to the lower end portion of the side plate 233.

図3に示すように、マニホールド2の天板231は、複数の貫通孔234、複数の桟部235、複数の連結補強部236を有している。各貫通孔234は、マニホールド2の内部と外部とを連通している。各貫通孔234は、ガス供給室21及びガス回収室22に開口している。   As shown in FIG. 3, the top plate 231 of the manifold 2 has a plurality of through holes 234, a plurality of crosspieces 235, and a plurality of connecting reinforcing portions 236. Each through hole 234 communicates the inside and outside of the manifold 2. Each through hole 234 opens in the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22.

各貫通孔234は、互いに間隔をあけて配列されている。この貫通孔234の配列する方向(z軸方向)を配列方向と称する。なお、本実施形態では、各貫通孔234は、天板231の長さ方向に配列されている。   The through holes 234 are arranged at intervals. The direction in which the through holes 234 are arranged (z-axis direction) is referred to as an arrangement direction. In the present embodiment, the through holes 234 are arranged in the length direction of the top plate 231.

図5は、マニホールド2の拡大平面図である。図5において、燃料電池セル10と貫通孔234との配置関係を示すため、配列方向端部に配置された燃料電池セル10の基端面103を仮想線で示している。図5に示すように、各貫通孔234は、配列方向(z軸方向)と交差する方向に延びている。好ましくは、各貫通孔234は、配列方向と実質的に直行する方向(y軸方向)に延びている。なお、この各貫通孔234が延びる方向を延在方向と称する。本実施形態では、各貫通孔234は、天板231の幅方向(y軸方向)に延びている。   FIG. 5 is an enlarged plan view of the manifold 2. In FIG. 5, in order to show the positional relationship between the fuel cells 10 and the through holes 234, the base end face 103 of the fuel cells 10 arranged at the end in the arrangement direction is shown by an imaginary line. As shown in FIG. 5, each through hole 234 extends in a direction intersecting the arrangement direction (z-axis direction). Preferably, each through hole 234 extends in a direction (y-axis direction) substantially orthogonal to the arrangement direction. The direction in which each through hole 234 extends is referred to as the extending direction. In the present embodiment, each through hole 234 extends in the width direction (y-axis direction) of the top plate 231.

桟部235は、隣り合う一対の貫通孔234の間に配置されている。すなわち、配列方向において、貫通孔234、桟部235、貫通孔234、桟部235、貫通孔234、・・・の順で配置されている。   The crosspiece 235 is arranged between the pair of adjacent through holes 234. That is, in the arrangement direction, the through hole 234, the crosspiece 235, the through hole 234, the crosspiece 235, the through hole 234, ... Are arranged in this order.

桟部235は、延在方向(y軸方向)に延びている。すなわち、桟部235は、貫通孔234と同じ方向に延びている。なお、本実施形態では、桟部235は、天板231の幅方向に延びている。   The crosspiece 235 extends in the extending direction (y-axis direction). That is, the crosspiece 235 extends in the same direction as the through hole 234. In the present embodiment, the crosspiece 235 extends in the width direction of the top plate 231.

連結補強部236は、貫通孔234を配列方向に横切り、一対の桟部235同士を連結している。すなわち、連結補強部236は、隣り合う一対の桟部235のうち一方の桟部235から、貫通孔234を横切って他方の桟部235まで配列方向に延びている。なお、複数の連結補強部236のうち、配列方向の端部に位置する連結補強部236は、桟部235と天板231の端部とを連結している。各連結補強部236は、配列方向に沿って配列されている。   The connection reinforcing part 236 crosses the through holes 234 in the arrangement direction and connects the pair of crosspieces 235 to each other. That is, the connection reinforcing portion 236 extends in the arrangement direction from one of the adjacent rail portions 235 to the other rail portion 235 across the through hole 234. Note that, among the plurality of connecting reinforcing portions 236, the connecting reinforcing portion 236 located at the end portion in the arrangement direction connects the crosspiece portion 235 and the end portion of the top plate 231. The connection reinforcing portions 236 are arranged along the arrangement direction.

貫通孔234は、貫通孔234を横切る連結補強部236によって複数の分割孔に分割されている。なお、本実施形態では、各貫通孔234は、2つの分割孔に分割されている。詳細には、貫通孔234は、第1分割孔234aと第2分割孔234bとに分割されている。   The through hole 234 is divided into a plurality of divided holes by a connecting reinforcing portion 236 that crosses the through hole 234. In this embodiment, each through hole 234 is divided into two divided holes. Specifically, the through hole 234 is divided into a first divided hole 234a and a second divided hole 234b.

第1分割孔234a及び第2分割孔234bは、長孔形状である。第1分割孔234a及び第2分割孔234bは、延在方向(y軸方向)に延びている。図2に示すように、第1分割孔234aは、ガス供給室21と連通している。また、第2分割孔234bは、ガス回収室22と連通している。連結補強部236は、ガス供給室21とガス回収室22との境界部に配置されている。すなわち、連結補強部236は、平面視(x軸方向視)において、ガス供給室21とガス回収室22との境界部と重複している。なお、本実施形態では、連結補強部236は、平面視(x軸方向視)において、仕切板24と重複している。   The first divided hole 234a and the second divided hole 234b are elongated holes. The first divided hole 234a and the second divided hole 234b extend in the extending direction (y-axis direction). As shown in FIG. 2, the first division hole 234 a communicates with the gas supply chamber 21. The second division hole 234b communicates with the gas recovery chamber 22. The coupling reinforcing portion 236 is arranged at the boundary between the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22. That is, the coupling reinforcing portion 236 overlaps with the boundary portion between the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22 in a plan view (view in the x-axis direction). In the present embodiment, the coupling reinforcing portion 236 overlaps with the partition plate 24 in a plan view (view in the x-axis direction).

[燃料電池セル]
図4は、セルスタック装置の断面図を示している。図4に示すように、燃料電池セル10は、マニホールド2の天板231から上方に延びている。燃料電池セル10は、基端部101及び先端部102を有している。燃料電池セル10は、基端部101がマニホールド2に取り付けられている。すなわち、マニホールド2は、各燃料電池セル10の基端部101を支持している。本実施形態では、燃料電池セル10の基端部101は下端部を意味し、燃料電池セル10の先端部102は上端部を意味する。
[Fuel cell]
FIG. 4 shows a sectional view of the cell stack device. As shown in FIG. 4, the fuel cell unit 10 extends upward from the top plate 231 of the manifold 2. The fuel cell unit 10 has a base end portion 101 and a tip end portion 102. The fuel cell unit 10 has a base end portion 101 attached to the manifold 2. That is, the manifold 2 supports the base end portion 101 of each fuel cell 10. In the present embodiment, the base end portion 101 of the fuel cell unit 10 means the lower end portion, and the tip end portion 102 of the fuel cell unit 10 means the upper end portion.

図4及び図6に示すように、燃料電池セル10は、支持基板4、複数の第1ガス流路41、複数の第2ガス流路42、及び複数の発電素子部5を有している。また、燃料電池セル10は、連通流路30を有している。   As shown in FIGS. 4 and 6, the fuel cell unit 10 includes a support substrate 4, a plurality of first gas flow channels 41, a plurality of second gas flow channels 42, and a plurality of power generation element units 5. . Further, the fuel cell unit 10 has a communication channel 30.

[支持基板]
支持基板4は、マニホールド2から上方に延びている。支持基板4は、扁平状であり、基端部43と先端部44とを有している。基端部43及び先端部44は、支持基板4の長さ方向(x軸方向)における両端部である。本実施形態では、支持基板4の基端部43は下端部を意味し、支持基板4の先端部44は上端部を意味する。本実施形態では、支持基板4は、幅方向(y軸方向)に比べて長さ方向(x軸方向)の寸法の方が長いが、長さ方向よりも幅方向の寸法の方が長くてもよい。
[Supporting substrate]
The support substrate 4 extends upward from the manifold 2. The support substrate 4 is flat and has a base end portion 43 and a tip end portion 44. The base end portion 43 and the tip end portion 44 are both end portions in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. In this embodiment, the base end portion 43 of the support substrate 4 means the lower end portion, and the tip end portion 44 of the support substrate 4 means the upper end portion. In the present embodiment, the support substrate 4 has a longer dimension in the length direction (x-axis direction) than in the width direction (y-axis direction), but has a longer dimension in the width direction than in the length direction. Good.

図6に示すように、支持基板4は、第1主面45と、第2主面46とを有している。第1主面45と第2主面46とは、互いに反対を向いている。第1主面45及び第2主面46は、各発電素子部5を支持している。第1主面45及び第2主面46は、支持基板4の厚さ方向(z軸方向)を向いている。また、支持基板4の各側面47は、支持基板4の幅方向(y軸方向)を向いている。各側面47は、湾曲していてもよい。   As shown in FIG. 6, the support substrate 4 has a first main surface 45 and a second main surface 46. The first major surface 45 and the second major surface 46 face each other. The first main surface 45 and the second main surface 46 support each power generating element unit 5. The first main surface 45 and the second main surface 46 face the thickness direction (z-axis direction) of the support substrate 4. Further, each side surface 47 of the support substrate 4 faces the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. Each side surface 47 may be curved.

支持基板4は、電子伝導性を有さない多孔質の材料によって構成される。支持基板4は、例えば、CSZ(カルシア安定化ジルコニア)から構成される。または、支持基板4は、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)とから構成されてもよいし、MgO(酸化マグネシウム)とMgAl(マグネシアアルミナスピネル)とから構成されてもよい。支持基板4の気孔率は、例えば、20〜60%程度である。この気孔率は、例えば、アルキメデス法、又は微構造観察により測定される。 The support substrate 4 is made of a porous material having no electronic conductivity. The support substrate 4 is made of, for example, CSZ (calcia-stabilized zirconia). Alternatively, the support substrate 4 may be made of NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia), or NiO (nickel oxide) and Y 2 O 3 (yttria). Alternatively, it may be composed of MgO (magnesium oxide) and MgAl 2 O 4 (magnesia alumina spinel). The porosity of the support substrate 4 is, for example, about 20 to 60%. This porosity is measured, for example, by the Archimedes method or microstructure observation.

支持基板4は、緻密層48によって覆われている。緻密層48は、第1ガス流路41及び第2ガス流路42から支持基板4内に拡散されたガスが外部に排出されることを抑制するように構成されている。本実施形態では、緻密層48は、支持基板4の第1主面45、第2主面46、及び各側面47を覆っている。なお、本実施形態では、緻密層48は、後述する電解質7と、インターコネクタ91とによって構成されている。緻密層48は、支持基板4よりも緻密である。例えば、緻密層48の気孔率は、0〜7%程度である。   The support substrate 4 is covered with the dense layer 48. The dense layer 48 is configured to suppress the gas diffused in the support substrate 4 from the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 from being discharged to the outside. In the present embodiment, the dense layer 48 covers the first main surface 45, the second main surface 46, and each side surface 47 of the support substrate 4. In the present embodiment, the dense layer 48 is composed of the electrolyte 7 described below and the interconnector 91. The dense layer 48 is denser than the supporting substrate 4. For example, the porosity of the dense layer 48 is about 0 to 7%.

[第1及び第2ガス流路]
図4に示すように、複数の第1ガス流路41及び複数の第2ガス流路42は、支持基板4内に形成されている。第1及び第2ガス流路41、42は、燃料電池セル10の基端部101から先端部102に向かって延びている。本実施形態では、第1及び第2ガス流路41、42は、支持基板4内を上下方向に延びている。第1及び第2ガス流路41、42は、支持基板4を貫通している。
[First and second gas flow paths]
As shown in FIG. 4, the plurality of first gas passages 41 and the plurality of second gas passages 42 are formed in the support substrate 4. The first and second gas flow paths 41, 42 extend from the base end portion 101 of the fuel cell unit 10 toward the front end portion 102. In the present embodiment, the first and second gas flow paths 41 and 42 extend in the support substrate 4 in the vertical direction. The first and second gas flow paths 41 and 42 penetrate the support substrate 4.

各第1ガス流路41は、支持基板4の幅方向(y軸方向)において互いに間隔をあけて配置されている。各第1ガス流路41は、実質的に等間隔に配置されていることが好ましい。また、各第2ガス流路42は、支持基板4の幅方向(y軸方向)において互いに間隔をあけて配置されている。各第2ガス流路42は、実質的に等間隔に配置されていることが好ましい。   The first gas flow channels 41 are arranged at intervals in the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. It is preferable that the first gas flow paths 41 are arranged at substantially equal intervals. Further, the respective second gas flow paths 42 are arranged at intervals in the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. It is preferable that the second gas flow paths 42 are arranged at substantially equal intervals.

第1ガス流路41は、基端部411及び先端部412を有している。第1ガス流路41の基端部411はマニホールド2側に位置する。また、第1ガス流路41の先端部412は、基端部411の反対側の端部である。なお、本実施形態において、第1ガス流路41の下端部が基端部411であり、第1ガス流路41の上端部が先端部412である。   The first gas flow channel 41 has a base end portion 411 and a tip end portion 412. The base end portion 411 of the first gas flow channel 41 is located on the manifold 2 side. The tip portion 412 of the first gas flow channel 41 is the end portion on the opposite side of the base end portion 411. In the present embodiment, the lower end of the first gas flow channel 41 is the base end 411, and the upper end of the first gas flow channel 41 is the front end 412.

第2ガス流路42は、基端部421及び先端部422を有している。第2ガス流路42の基端部421は、マニホールド2側に位置する。また、第2ガス流路42の先端部422は、基端部421の反対側の端部である。なお、本実施形態において、第2ガス流路42の下端部が基端部421であり、第2ガス流路42の上端部が先端部422である。   The second gas flow channel 42 has a base end portion 421 and a tip end portion 422. The base end portion 421 of the second gas flow path 42 is located on the manifold 2 side. Further, the tip portion 422 of the second gas flow path 42 is an end portion on the opposite side of the base end portion 421. In the present embodiment, the lower end of the second gas flow path 42 is the base end 421, and the upper end of the second gas flow path 42 is the front end 422.

第1ガス流路41は、第1分割孔234aを介して、マニホールド2のガス供給室21と連通している。第2ガス流路42は、第2分割孔234bを介して、マニホールド2のガス回収室22と連通している。   The first gas flow channel 41 communicates with the gas supply chamber 21 of the manifold 2 via the first division hole 234a. The second gas flow path 42 communicates with the gas recovery chamber 22 of the manifold 2 via the second division hole 234b.

隣り合う第1ガス流路41間のピッチp1は、例えば、1〜5mm程度である。この隣り合う第1ガス流路41間のピッチp1は、隣り合う第1ガス流路41の中心間の距離である。例えば、第1ガス流路41間のピッチp1は、支持基板4の基端部43、中央部、及び先端部44のそれぞれにおいて測定したピッチの平均値とすることができる。   The pitch p1 between the adjacent first gas flow paths 41 is, for example, about 1 to 5 mm. The pitch p1 between the adjacent first gas flow paths 41 is the distance between the centers of the adjacent first gas flow paths 41. For example, the pitch p1 between the first gas flow paths 41 can be an average value of the pitches measured at the base end portion 43, the center portion, and the tip end portion 44 of the support substrate 4.

隣り合う第2ガス流路42間のピッチp2は、例えば、1〜5mm程度である。この隣り合う第2ガス流路42間のピッチp2は、隣り合う第2ガス流路42の中心間の距離である。例えば、第2ガス流路42間のピッチp2は、支持基板4の基端部43、中央部、及び先端部44のそれぞれにおいて測定したピッチの平均値とすることができる。なお、第2ガス流路42間のピッチp2は、第1ガス流路41間のピッチp1と実質的に等しいことが好ましい。   The pitch p2 between the adjacent second gas flow paths 42 is, for example, about 1 to 5 mm. The pitch p2 between the adjacent second gas flow paths 42 is the distance between the centers of the adjacent second gas flow paths 42. For example, the pitch p2 between the second gas flow paths 42 can be an average value of the pitches measured at the base end portion 43, the center portion, and the tip end portion 44 of the support substrate 4. The pitch p2 between the second gas flow paths 42 is preferably substantially equal to the pitch p1 between the first gas flow paths 41.

隣り合う第1ガス流路41と第2ガス流路42との間のピッチp0は、例えば、1〜10mm程度である。この隣り合う第1ガス流路41と第2ガス流路42との間のピッチp0は、第1ガス流路41の中心と第2ガス流路42の中心との距離である。例えば、ピッチp0は、支持基板4の基端部43、中央部、及び先端部44のそれぞれにおいて測定したピッチの平均値とすることができる。   The pitch p0 between the adjacent first gas passage 41 and second gas passage 42 is, for example, about 1 to 10 mm. The pitch p0 between the adjacent first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 is the distance between the center of the first gas flow channel 41 and the center of the second gas flow channel 42. For example, the pitch p0 can be an average value of the pitch measured at each of the base end portion 43, the center portion, and the tip end portion 44 of the support substrate 4.

隣り合う第1ガス流路41と第2ガス流路42との間のピッチp0は、隣り合う第1ガス流路41間のピッチp1よりも大きい。また、隣り合う第1ガス流路41と第2ガス流路42との間のピッチp0は、隣り合う第2ガス流路42間のピッチp2よりも大きい。これらにより、第1ガス流路41を流れるガスが支持基板4内を介して第2ガス流路42へショートカットすることを抑制している。   The pitch p0 between the adjacent first gas flow channels 41 and the second gas flow channels 42 is larger than the pitch p1 between the adjacent first gas flow channels 41. Further, the pitch p0 between the adjacent first gas flow channels 41 and the second gas flow channels 42 is larger than the pitch p2 between the adjacent second gas flow channels 42. As a result, the gas flowing through the first gas passage 41 is prevented from being short-circuited to the second gas passage 42 through the inside of the support substrate 4.

このように、第1ガス流路41と第2ガス流路42との間のピッチp0を第1ガス流路41間のピッチp1、及び第2ガス流路42間のピッチp2よりも大きくすることによって、隣り合う第1ガス流路41と第2ガス流路42とを分けている。この第1ガス流路41と第2ガス流路42との間の領域を境界領域403と称する。   Thus, the pitch p0 between the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 is made larger than the pitch p1 between the first gas flow channels 41 and the pitch p2 between the second gas flow channels 42. Thus, the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 which are adjacent to each other are separated. A region between the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 is referred to as a boundary region 403.

図7に示すように、支持基板4は、第1領域401、第2領域402、及び境界領域403を有している。第1領域401、第2領域402、及び境界領域403のそれぞれの領域は、支持基板4を幅方向(y軸方向)に区画することによってできる領域である。第1領域401は、第1ガス流路41が形成される領域である。第2領域402は、第2ガス流路42が形成される領域である。境界領域403は、第1領域401と第2領域402との間の領域である。境界領域403によって、第1領域401と第2領域402とが隔てられている。   As shown in FIG. 7, the support substrate 4 has a first region 401, a second region 402, and a boundary region 403. Each of the first region 401, the second region 402, and the boundary region 403 is a region formed by partitioning the support substrate 4 in the width direction (y-axis direction). The first region 401 is a region where the first gas flow channel 41 is formed. The second region 402 is a region where the second gas flow channel 42 is formed. The boundary area 403 is an area between the first area 401 and the second area 402. The boundary area 403 separates the first area 401 and the second area 402.

図4に示すように、第1ガス流路41と第2ガス流路42とは、燃料電池セル10の先端部102において互いに連通している。すなわち、第1ガス流路41と第2ガス流路42とは、それぞれの先端部412,422において互いに連通している。詳細には、第1ガス流路41と第2ガス流路42とが、連通流路30を介して連通している。   As shown in FIG. 4, the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 communicate with each other at the tip portion 102 of the fuel cell unit 10. That is, the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 are in communication with each other at their tip portions 412 and 422. Specifically, the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 communicate with each other via the communication flow channel 30.

[第1及び第2ガス流路の圧力損失]
第1ガス流路41及び前記第2ガス流路42は、第1ガス流路41内におけるガスの圧力損失が第2ガス流路42内におけるガスの圧力損失よりも小さくなるように構成されている。
[Pressure Loss in First and Second Gas Flow Paths]
The first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 are configured such that the gas pressure loss in the first gas flow channel 41 is smaller than the gas pressure loss in the second gas flow channel 42. It

本実施形態では、各第1ガス流路41の流路断面積の合計値を、各第2ガス流路42の流路断面積の合計値よりも大きくしている。なお、本実施形態では、各第1ガス流路41の流路断面積のそれぞれが、各第2ガス流路42の流路断面積のそれぞれよりも大きい。   In the present embodiment, the total value of the flow passage cross-sectional areas of each first gas flow passage 41 is made larger than the total value of the flow passage cross-sectional areas of each second gas flow passage 42. In the present embodiment, the flow passage cross-sectional areas of the first gas flow passages 41 are larger than the flow passage cross-sectional areas of the second gas flow passages 42, respectively.

各第2ガス流路42の流路断面積の合計値(S2)に対する、各第1ガス流路41の流路断面積の合計値(S1)の割合(S1/S2)は、1.05以上とすることが好ましい。また、この割合(S1/S2)は、3.0以下とすることができる。   The ratio (S1 / S2) of the total value (S1) of the flow passage cross-sectional areas of each first gas flow passage 41 to the total value (S2) of the flow passage cross-sectional areas of each second gas flow passage 42 is 1.05. The above is preferable. Further, this ratio (S1 / S2) can be 3.0 or less.

なお、特に限定されるものではないが、第1ガス流路41の流路断面積は、例えば、0.5〜20mm程度とすることができる。また、第2ガス流路42の流路断面積は、例えば、0.1〜15mm程度とすることができる。 In addition, although not particularly limited, the flow passage cross-sectional area of the first gas flow passage 41 can be set to, for example, about 0.5 to 20 mm 2 . The flow channel cross-sectional area of the second gas flow channel 42 can be set to, for example, about 0.1 to 15 mm 2 .

第1ガス流路41の流路断面積は、第1ガス流路41が延びる方向(x軸方向)と直交する面(yz平面)で切断した切断面における第1ガス流路41の流路断面積を言う。また、第1ガス流路41の流路断面積は、第1ガス流路41の基端部411の任意の箇所における流路断面積と、中央部の任意の箇所における流路断面積と、先端部412の任意の箇所における流路断面積との平均値とすることができる。   The flow passage cross-sectional area of the first gas flow passage 41 is the flow passage of the first gas flow passage 41 at a cut surface cut along a plane (yz plane) orthogonal to the direction in which the first gas flow passage 41 extends (x-axis direction). Says the cross-sectional area. Further, the flow passage cross-sectional area of the first gas flow passage 41 is a flow passage cross-sectional area at an arbitrary position of the base end portion 411 of the first gas flow passage 41 and a flow passage cross-sectional area at an arbitrary position of the central portion, It can be an average value with the flow path cross-sectional area at any position of the tip portion 412.

また、第2ガス流路42の流路断面積は、第2ガス流路42が延びる方向(x軸方向)と直交する面(yz平面)で切断した切断面における第2ガス流路42の流路断面積を言う。また、第2ガス流路42の流路断面積は、第2ガス流路42の基端部421の任意の箇所における流路断面積と、中央部の任意の箇所における流路断面積と、先端部422の任意の箇所における流路断面積との平均値とすることができる。   Further, the flow passage cross-sectional area of the second gas flow passage 42 is the cross-sectional area of the second gas flow passage 42 in the cutting plane cut in the plane (yz plane) orthogonal to the extending direction (x-axis direction) of the second gas flow passage 42. Refers to the flow passage cross-sectional area. Further, the flow passage cross-sectional area of the second gas flow passage 42 is a flow passage cross-sectional area at an arbitrary position of the base end portion 421 of the second gas flow passage 42 and a flow passage cross-sectional area at an arbitrary position of the central portion, It can be an average value with the flow path cross-sectional area at any position of the tip portion 422.

[発電素子部]
図6に示すように、各発電素子部5は、支持基板4の第1主面45及び第2主面46に支持されている。なお、第1主面45に形成される発電素子部5の数と第2主面46に形成される発電素子部5の数とは、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。また、各発電素子部5の大きさは、互いに異なっていてもよい。
[Power generation element part]
As shown in FIG. 6, each power generation element portion 5 is supported by the first main surface 45 and the second main surface 46 of the support substrate 4. Note that the number of power generation element portions 5 formed on the first main surface 45 and the number of power generation element portions 5 formed on the second main surface 46 may be the same or different. Moreover, the sizes of the respective power generating element portions 5 may be different from each other.

各発電素子部5は、第1及び第2ガス流路41、42が延びる方向(x軸方向)に沿って配列されている。詳細には、各発電素子部5は、支持基板4上において、基端部43から先端部44に向かって互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、各発電素子部5は、支持基板4の長さ方向(x軸方向)に沿って、間隔をあけて配置されている。なお、各発電素子部5は、後述する電気的接続部9によって、互いに直列に接続されている。   The power generation element units 5 are arranged along the direction in which the first and second gas flow paths 41 and 42 extend (x-axis direction). In detail, the power generation element portions 5 are arranged on the support substrate 4 with a space from each other from the base end portion 43 to the tip end portion 44. That is, the power generation element units 5 are arranged at intervals along the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. The power generation element units 5 are connected in series with each other by an electrical connection unit 9 described later.

発電素子部5は、支持基板4の幅方向(y軸方向)に延びている。発電素子部5は、支持基板4の幅方向において第1部分51と第2部分52とに区画される。なお、第1部分51と第2部分52との厳密な境界はない。例えば、燃料電池セル10をマニホールド2に取り付けた状態において、支持基板4の長さ方向視(x軸方向視)において、ガス供給室21とガス回収室22との境界と重複する部分を、第1部分51と第2部分52との境界部とすることができる。   The power generation element portion 5 extends in the width direction (y-axis direction) of the support substrate 4. The power generation element section 5 is divided into a first portion 51 and a second portion 52 in the width direction of the support substrate 4. Note that there is no strict boundary between the first portion 51 and the second portion 52. For example, in the state where the fuel cell 10 is attached to the manifold 2, a portion overlapping the boundary between the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22 in the lengthwise view (viewed in the x-axis direction) of the support substrate 4 is It can be a boundary between the first portion 51 and the second portion 52.

支持基板4の厚さ方向視(z軸方向視)において、第1ガス流路41は、発電素子部5の第1部分51と重複している。このため、発電素子部5の第1部分51は、主に各第1ガス流路41から燃料ガスが供給される。また、支持基板4の厚さ方向視(z軸方向視)において、第2ガス流路42は、発電素子部5の第2部分52と重複している。このため、発電素子部5の第2部分52は、主に各第2ガス流路42から燃料ガスが供給される。なお、複数の第1ガス流路41のうち、一部の第1ガス流路41が第1部分51と重複していなくてもよい。同様に、複数の第2ガス流路42のうち、一部の第2ガス流路42が第2部分52と重複していなくてもよい。   When viewed in the thickness direction of the support substrate 4 (viewed in the z-axis direction), the first gas flow channel 41 overlaps with the first portion 51 of the power generation element unit 5. Therefore, the fuel gas is mainly supplied to the first portion 51 of the power generation element unit 5 from each of the first gas flow paths 41. Further, when viewed from the thickness direction of the support substrate 4 (viewed in the z-axis direction), the second gas flow path 42 overlaps with the second portion 52 of the power generation element unit 5. Therefore, the fuel gas is mainly supplied to the second portion 52 of the power generation element unit 5 from each of the second gas flow paths 42. Note that, among the plurality of first gas flow channels 41, some of the first gas flow channels 41 do not have to overlap the first portion 51. Similarly, a part of the second gas flow paths 42 may not overlap the second portion 52 among the plurality of second gas flow paths 42.

図8は、第1ガス流路41に沿って切断した燃料電池セル10の断面図である。なお、第2ガス流路42に沿って切断した燃料電池セル10の断面図は、第2ガス流路42の流路断面積が異なる以外は、図8と同じである。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the fuel cell 10 taken along the first gas flow channel 41. The cross-sectional view of the fuel cell unit 10 cut along the second gas flow passage 42 is the same as FIG. 8 except that the flow passage cross-sectional area of the second gas flow passage 42 is different.

発電素子部5は、燃料極6、電解質7、及び空気極8を有している。また、発電素子部5は、反応防止膜11をさらに有している。燃料極6は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。燃料極6は、燃料極集電部61と燃料極活性部62とを有する。   The power generation element section 5 has a fuel electrode 6, an electrolyte 7, and an air electrode 8. In addition, the power generation element section 5 further includes a reaction prevention film 11. The fuel electrode 6 is a fired body made of a porous material having electronic conductivity. The fuel electrode 6 has a fuel electrode current collector 61 and a fuel electrode active portion 62.

燃料極集電部61は、凹部49内に配置されている。凹部49は、支持基板4に形成されている。詳細には、燃料極集電部61は、凹部49内に充填されており、凹部49と同様の外形を有する。各燃料極集電部61は、第1凹部611及び第2凹部612を有している。燃料極活性部62は、第1凹部611内に配置されている。詳細には、燃料極活性部62は、第1凹部611内に充填されている。   The fuel electrode current collector 61 is arranged in the recess 49. The recess 49 is formed in the support substrate 4. Specifically, the fuel electrode current collector 61 is filled in the recess 49 and has the same outer shape as the recess 49. Each fuel electrode current collector 61 has a first recess 611 and a second recess 612. The fuel electrode active portion 62 is arranged in the first recess 611. Specifically, the fuel electrode active portion 62 is filled in the first recess 611.

燃料極集電部61は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極集電部61は、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とCSZ(カルシア安定化ジルコニア)とから構成されてもよい。燃料極集電部61の厚さ、及び凹部49の深さは、50〜500μm程度である。 The fuel electrode current collector 61 can be made of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia). Alternatively, the anode current collector 61 may be made of NiO (nickel oxide) and Y 2 O 3 (yttria), or NiO (nickel oxide) and CSZ (calcia-stabilized zirconia). Good. The thickness of the fuel electrode current collector 61 and the depth of the recess 49 are about 50 to 500 μm.

燃料極活性部62は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極活性部62は、NiO(酸化ニッケル)とGDC(ガドリニウムドープセリア)とから構成されてもよい。燃料極活性部62の厚さは、5〜30μmである。   The anode active portion 62 can be made of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia). Alternatively, the anode active portion 62 may be composed of NiO (nickel oxide) and GDC (gadolinium-doped ceria). The thickness of the fuel electrode active portion 62 is 5 to 30 μm.

電解質7は、燃料極6上を覆うように配置されている。詳細には、電解質7は、一のインターコネクタ91から他のインターコネクタ91まで長さ方向に延びている。すなわち、支持基板4の長さ方向(x軸方向)において、電解質7とインターコネクタ91とが交互に配置されている。また、電解質7は、支持基板4の第1主面45、第2主面46、及び各側面47を覆っている。   The electrolyte 7 is arranged so as to cover the fuel electrode 6. Specifically, the electrolyte 7 extends in the length direction from one interconnector 91 to another interconnector 91. That is, the electrolyte 7 and the interconnector 91 are alternately arranged in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4. The electrolyte 7 covers the first main surface 45, the second main surface 46, and the side surfaces 47 of the support substrate 4.

電解質7は、支持基板4よりも緻密である。例えば、電解質7の気孔率は、0〜7%程度である。電解質7は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料から構成される焼成体である。電解質7は、例えば、YSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、LSGM(ランタンガレート)から構成されてもよい。電解質7の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。   The electrolyte 7 is denser than the supporting substrate 4. For example, the porosity of the electrolyte 7 is about 0 to 7%. The electrolyte 7 is a fired body composed of a dense material having ion conductivity and electron conductivity. The electrolyte 7 can be composed of, for example, YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia). Alternatively, it may be composed of LSGM (lantern gallate). The thickness of the electrolyte 7 is, for example, about 3 to 50 μm.

反応防止膜11は、緻密な材料から構成される焼成体である。反応防止膜11は、平面視において、燃料極活性部62と略同一の形状である。反応防止膜11は、電解質7を介して、燃料極活性部62と対応する位置に配置されている。反応防止膜11は、電解質7内のYSZと空気極8内のSrとが反応して電解質7と空気極8との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜11は、例えば、GDC=(Ce,Gd)O(ガドリニウムドープセリア)から構成され得る。反応防止膜11の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。 The reaction prevention film 11 is a fired body made of a dense material. The reaction prevention film 11 has substantially the same shape as the fuel electrode active portion 62 in a plan view. The reaction prevention film 11 is arranged at a position corresponding to the fuel electrode active portion 62 via the electrolyte 7. The reaction prevention film 11 suppresses the phenomenon that YSZ in the electrolyte 7 reacts with Sr in the air electrode 8 to form a reaction layer having a large electric resistance at the interface between the electrolyte 7 and the air electrode 8. It is provided in. The reaction prevention film 11 can be composed of, for example, GDC = (Ce, Gd) O 2 (gadolinium-doped ceria). The thickness of the reaction prevention film 11 is, for example, about 3 to 50 μm.

空気極8は、反応防止膜11上に配置されている。空気極8は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極8は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、LSF=(La,Sr)FeO(ランタンストロンチウムフェライト)、LNF=La(Ni,Fe)O(ランタンニッケルフェライト)、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)等から構成されてもよい。また、空気極8は、LSCFから構成される第1層(内側層)とLSCから構成される第2層(外側層)との2層によって構成されてもよい。空気極8の厚さは、例えば、10〜100μmである。 The air electrode 8 is arranged on the reaction prevention film 11. The air electrode 8 is a fired body made of a porous material having electronic conductivity. The air electrode 8 can be composed of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, from LSF = (La, Sr) FeO 3 (lanthanum strontium ferrite), LNF = La (Ni, Fe) O 3 (lanthanum nickel ferrite), LSC = (La, Sr) CoO 3 (lanthanum strontium cobaltite), etc. It may be configured. The air electrode 8 may be composed of two layers, a first layer (inner layer) made of LSCF and a second layer (outer layer) made of LSC. The thickness of the air electrode 8 is, for example, 10 to 100 μm.

[電気的接続部]
電気的接続部9は、隣り合う発電素子部5を電気的に接続するように構成されている。電気的接続部9は、インターコネクタ91及び空気極集電膜92を有する。インターコネクタ91は、第2凹部612内に配置されている。詳細には、インターコネクタ91は、第2凹部612内に埋設(充填)されている。インターコネクタ91は、電子伝導性を有する緻密な材料から構成される焼成体である。インターコネクタ91は、支持基板4よりも緻密である。例えば、インターコネクタ91の気孔率は、0〜7%程度である。インターコネクタ91は、例えば、LaCrO(ランタンクロマイト)から構成され得る。或いは、(Sr,La)TiO(ストロンチウムチタネート)から構成されてもよい。インターコネクタ91の厚さは、例えば、10〜100μmである。
[Electrical connection]
The electrical connecting portion 9 is configured to electrically connect the adjacent power generating element portions 5. The electrical connection portion 9 has an interconnector 91 and an air electrode current collecting film 92. The interconnector 91 is arranged in the second recess 612. Specifically, the interconnector 91 is embedded (filled) in the second recess 612. The interconnector 91 is a fired body made of a dense material having electronic conductivity. The interconnector 91 is denser than the support substrate 4. For example, the interconnector 91 has a porosity of about 0 to 7%. The interconnector 91 may be made of LaCrO 3 (lanthanum chromite), for example. Alternatively, it may be composed of (Sr, La) TiO 3 (strontium titanate). The interconnector 91 has a thickness of, for example, 10 to 100 μm.

空気極集電膜92は、隣り合う発電素子部5のインターコネクタ91と空気極8との間を延びるように配置される。例えば、図8の左側に配置された発電素子部5の空気極8と、図8の右側に配置された発電素子部5のインターコネクタ91とを電気的に接続するように、空気極集電膜92が配置されている。空気極集電膜92は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極集電部82は、酸素イオン伝導性を有していてもよいし、有していなくてもよい。   The air electrode current collecting film 92 is arranged so as to extend between the interconnector 91 and the air electrode 8 of the adjacent power generating element portions 5. For example, the air electrode current collector so as to electrically connect the air electrode 8 of the power generating element unit 5 arranged on the left side of FIG. 8 and the interconnector 91 of the power generating element unit 5 arranged on the right side of FIG. Membrane 92 is disposed. The air electrode current collector film 92 is a fired body made of a porous material having electronic conductivity. The air electrode current collector 82 may or may not have oxygen ion conductivity.

空気極集電膜92は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)から構成されてもよい。或いは、Ag(銀)、Ag−Pd(銀パラジウム合金)から構成されてもよい。空気極集電膜92の厚さは、例えば、50〜500μm程度である。 The air electrode current collector film 92 can be made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, it may be composed of LSC = (La, Sr) CoO 3 (lanthanum strontium cobaltite). Alternatively, it may be composed of Ag (silver) or Ag-Pd (silver-palladium alloy). The thickness of the air electrode current collecting film 92 is, for example, about 50 to 500 μm.

[連通部材]
図4に示すように、連通部材3は、支持基板4の先端部44に取り付けられている。そして、連通部材3は、第1ガス流路41と第2ガス流路42とを連通させる連通流路30を有している。詳細には、連通流路30は、各第1ガス流路41の先端部412と各第2ガス流路42の先端部422とを連通する。連通流路30は、各第1ガス流路41から各第2ガス流路42まで延びる空間によって構成されている。連通部材3は、支持基板4に接合されていることが好ましい。また、連通部材3は、支持基板4と一体的に形成されていることが好ましい。
[Communication member]
As shown in FIG. 4, the communication member 3 is attached to the tip portion 44 of the support substrate 4. The communication member 3 has a communication flow passage 30 that connects the first gas flow passage 41 and the second gas flow passage 42. Specifically, the communication flow passage 30 connects the tip end portion 412 of each first gas flow passage 41 and the tip end portion 422 of each second gas flow passage 42. The communication flow passage 30 is configured by a space extending from each first gas flow passage 41 to each second gas flow passage 42. The communication member 3 is preferably bonded to the support substrate 4. Further, the communication member 3 is preferably formed integrally with the support substrate 4.

連通部材3は、例えば、多孔質である。また、連通部材3は、その外側面を構成する緻密層31を有している。緻密層31は、連通部材3の本体よりも緻密に形成されている。例えば、緻密層31の気孔率は、0〜7%程度である。この緻密層31は、連通部材3と同じ材料や、上述した電解質7に使用される材料、結晶化ガラス等によって形成することができる。   The communication member 3 is, for example, porous. Further, the communication member 3 has a dense layer 31 forming the outer side surface thereof. The dense layer 31 is formed more densely than the main body of the communication member 3. For example, the porosity of the dense layer 31 is about 0 to 7%. The dense layer 31 can be formed of the same material as the communicating member 3, the material used for the electrolyte 7 described above, crystallized glass, or the like.

図1に示すように、各燃料電池セル10は、主面同士が対向するように配列されている。また、各燃料電池セル10は、配列方向(z軸方向)に沿って配列されている。本実施形態では、各燃料電池セル10は、配列方向に沿って等間隔に配置されているが、等間隔でなくてもよい。   As shown in FIG. 1, the fuel cells 10 are arranged such that the main surfaces thereof face each other. The fuel cells 10 are arranged in the arrangement direction (z-axis direction). In the present embodiment, the fuel cells 10 are arranged at equal intervals along the arrangement direction, but they may not be arranged at equal intervals.

[燃料電池セルと貫通孔との配置関係]
図4に示すように、燃料電池セル10の基端面103は、天板231と対向している。図5に示すように、燃料電池セル10の基端面103は、貫通孔234を覆っている。第1分割孔234aは、複数の第1ガス流路41と連通している。また、第2分割孔234bは、複数の第2ガス流路42と連通している。なお、連結補強部236は、燃料電池セル10の境界領域403における基端面103と対向している。本実施形態では、燃料電池セル10の基端面103は、下端面を意味する。
[Arrangement of fuel cells and through holes]
As shown in FIG. 4, the base end surface 103 of the fuel cell unit 10 faces the top plate 231. As shown in FIG. 5, the base end surface 103 of the fuel cell unit 10 covers the through hole 234. The first division hole 234a communicates with the plurality of first gas flow paths 41. In addition, the second divided hole 234b communicates with the plurality of second gas flow paths 42. The coupling reinforcing portion 236 faces the base end face 103 in the boundary region 403 of the fuel cell unit 10. In the present embodiment, the base end face 103 of the fuel cell unit 10 means the lower end face.

貫通孔234は、配列方向(z軸方向)の寸法が、各ガス流路41、42の直径よりも大きい。詳細には、第1分割孔234aは、配列方向の寸法が、第1ガス流路41の直径よりも大きい。また、第2分割孔234bは、配列方向の寸法が、第2ガス流路43の直径よりも大きい。このように構成されているため、燃料電池セル10の変形などによって燃料電池セル10の基端部101の位置が設計値から多少ずれた場合であっても、貫通孔234と各ガス流路41,42とが連通する状態を維持できる。   The size of the through hole 234 in the arrangement direction (z-axis direction) is larger than the diameter of each gas flow channel 41, 42. Specifically, the dimension of the first division hole 234a in the arrangement direction is larger than the diameter of the first gas flow channel 41. The dimension of the second division hole 234b in the arrangement direction is larger than the diameter of the second gas passage 43. With this configuration, even if the position of the base end portion 101 of the fuel cell unit 10 deviates from the design value due to deformation of the fuel cell unit 10 or the like, the through hole 234 and each gas flow channel 41 are formed. , 42 can be maintained in communication with each other.

燃料電池セル10の基端面103は、外周縁部と、外周縁部に囲まれた中央部とを有している。基端面103の外周縁部は、天板231と当接している。そして、基端面103の中央部は、貫通孔234と対向している。すなわち、燃料電池セル10の基端面103は、平面視(x軸方向視)において、貫通孔234よりも一回り大きい。なお、基端面103の中央部は、第1分割孔234aと第2分割孔234bとの間において、連結補強部236と当接している。   The base end surface 103 of the fuel cell unit 10 has an outer peripheral edge portion and a central portion surrounded by the outer peripheral edge portion. The outer peripheral edge portion of the base end face 103 is in contact with the top plate 231. The central portion of the base end face 103 faces the through hole 234. That is, the base end surface 103 of the fuel cell unit 10 is slightly larger than the through hole 234 in plan view (view in the x-axis direction). The central portion of the base end face 103 is in contact with the coupling reinforcing portion 236 between the first division hole 234a and the second division hole 234b.

燃料電池セル10の基端部101は、天板231に固定されている。例えば、燃料電池セル10の基端部101は、接合材104などによって、天板231に固定されている。詳細には、燃料電池セル10の基端面103が貫通孔234を覆うように配置された状態で、燃料電池セル10の基端部101が天板231に接合材104などによって固定されている。接合材104は、燃料電池セル10の基端部101に沿って環状に形成されている。燃料電池セル10は、貫通孔234内に挿入されていない。   The base end portion 101 of the fuel cell unit 10 is fixed to the top plate 231. For example, the base end portion 101 of the fuel cell unit 10 is fixed to the top plate 231 by the bonding material 104 or the like. More specifically, the base end portion 101 of the fuel cell 10 is fixed to the top plate 231 by a bonding material 104 or the like in a state where the base end surface 103 of the fuel cell 10 is arranged so as to cover the through hole 234. The bonding material 104 is formed in an annular shape along the base end portion 101 of the fuel cell unit 10. The fuel cell unit 10 is not inserted into the through hole 234.

[発電方法]
上述したように構成されたセルスタック装置100では、マニホールド2のガス供給室21に水素ガスなどの燃料ガスを供給するとともに、燃料電池セル10を空気などの酸素を含むガスに曝す。すると、空気極8において下記(1)式に示す化学反応が起こり、燃料極6において下記(2)式に示す化学反応が起こり、電流が流れる。
(1/2)・O+2e→O2− …(1)
+O2−→HO+2e …(2)
[Power generation method]
In the cell stack device 100 configured as described above, the fuel gas such as hydrogen gas is supplied to the gas supply chamber 21 of the manifold 2, and the fuel cell unit 10 is exposed to a gas containing oxygen such as air. Then, a chemical reaction represented by the following formula (1) occurs at the air electrode 8, a chemical reaction represented by the following formula (2) occurs at the fuel electrode 6, and an electric current flows.
(1/2) · O 2 + 2e → O 2 (1)
H 2 + O 2- → H 2 O + 2e - ... (2)

詳細には、ガス供給室21に供給された燃料ガスは、各燃料電池セル10の第1ガス流路41内を流れ、各発電素子部5の燃料極6において、上記(2)式に示す化学反応が起こる。各燃料極6において未反応であった燃料ガスは、第1ガス流路41を出て連通流路30を介して第2ガス流路42へ供給される。そして、第2ガス流路42へ供給された燃料ガスは、再度、燃料極6において上記(2)式に示す化学反応が起こる。第2ガス流路42を流れる過程において燃料極6において未反応であった燃料ガスは、マニホールド2のガス回収室22へ回収される。   Specifically, the fuel gas supplied to the gas supply chamber 21 flows in the first gas flow path 41 of each fuel cell 10 and is represented by the above formula (2) in the fuel electrode 6 of each power generation element section 5. A chemical reaction occurs. The unreacted fuel gas in each fuel electrode 6 exits the first gas passage 41 and is supplied to the second gas passage 42 through the communication passage 30. Then, the fuel gas supplied to the second gas flow path 42 undergoes the chemical reaction shown in the formula (2) again in the fuel electrode 6. The fuel gas that has not reacted in the fuel electrode 6 in the process of flowing through the second gas flow path 42 is recovered in the gas recovery chamber 22 of the manifold 2.

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

変形例1
上記実施形態では、連結補強部236が貫通孔234の延在方向(y軸方向)の中央部に形成されており、第1分割孔234aと第2分割孔234bとが実質的に同じ大きさであったが、連結補強部236の位置はこれに限定されない。例えば、図9に示すように、連結補強部236は、第2分割孔234b側(図9の下側)に配置されていてもよい。すなわち、第1分割孔234aが第2分割孔234bよりも大きくてもよい。この場合、図10に示すように、第1ガス流路41の数を第2ガス流路42よりも多くすることができる。なお、連結補強部236が第1分割孔234a側に配置されており、第2分割孔234bが第1分割孔234aよりも大きくてもよい。
Modification 1
In the above-described embodiment, the coupling reinforcing portion 236 is formed in the central portion of the through hole 234 in the extending direction (y-axis direction), and the first division hole 234a and the second division hole 234b have substantially the same size. However, the position of the coupling reinforcing portion 236 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the coupling reinforcing portion 236 may be arranged on the second dividing hole 234b side (lower side in FIG. 9). That is, the first divided hole 234a may be larger than the second divided hole 234b. In this case, as shown in FIG. 10, the number of the first gas passages 41 can be made larger than that of the second gas passages 42. The connection reinforcing portion 236 may be arranged on the first division hole 234a side, and the second division hole 234b may be larger than the first division hole 234a.

変形例2
上記実施形態では、1つの貫通孔234につき1つの連結補強部236を有しているが、連結補強部236の数はこれに限定されない。例えば、図11に示すように、天板231は、1つの貫通孔234に対して、2つの連結補強部236を有していてもよい。すなわち、貫通孔234は、3つの分割孔に分割されていてもよい。
Modification 2
In the above-described embodiment, one through-hole 234 has one connecting reinforcing portion 236, but the number of connecting reinforcing portions 236 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the top plate 231 may have two connecting reinforcing portions 236 for one through hole 234. That is, the through hole 234 may be divided into three divided holes.

この場合、例えば、図12に示すように、3つの分割孔のうち、両端の分割孔を第1分割孔234aとしてガス供給室21と連通させ、中央の分割孔を第2分割孔234bとしてガス回収室22と連通させてもよい。なお、第1分割孔234aは第1ガス流路41と連通し、第2分割孔234bは第2ガス流路42と連通する。   In this case, for example, as shown in FIG. 12, among the three divided holes, the divided holes at both ends are made to communicate with the gas supply chamber 21 as the first divided holes 234a, and the central divided hole is made as the second divided hole 234b. It may be communicated with the recovery chamber 22. The first division hole 234a communicates with the first gas flow channel 41, and the second division hole 234b communicates with the second gas flow channel 42.

また、図13に示すように、3つの分割孔のうち、両端の分割孔を第2分割孔234bとしてガス回収室22と連通させ、中央の分割孔を第1分割孔234aとしてガス供給室21と連通させてもよい。なお、第1分割孔234aは第1ガス流路41と連通し、第2分割孔234bは第2ガス流路42と連通する。   Further, as shown in FIG. 13, among the three divided holes, the divided holes at both ends are made to communicate with the gas recovery chamber 22 as the second divided holes 234b, and the central divided hole is made as the first divided hole 234a. You may communicate with. The first division hole 234a communicates with the first gas flow channel 41, and the second division hole 234b communicates with the second gas flow channel 42.

変形例3
上記実施形態では、連結補強部236は、燃料電池セル10の境界領域403における基端面103と対向しているがこれに限定されない。連結補強部236は、第1領域401又は第2領域402における基端面103と対向する位置に形成されていてもよい。
Modification 3
In the above-described embodiment, the coupling reinforcing portion 236 faces the base end face 103 in the boundary region 403 of the fuel cell unit 10, but the configuration is not limited to this. The coupling reinforcing portion 236 may be formed at a position facing the base end face 103 in the first region 401 or the second region 402.

変形例4
上記実施形態では、燃料電池セル10の基端面103の外周縁部の全面が天板231と当接していたが、基端面103の外周縁部の少なくとも一部が天板231と当接していなくてもよい。すなわち、基端面103と天板231との間に隙間が形成されていてもよい。
Modification 4
In the above-described embodiment, the entire outer peripheral edge portion of the base end face 103 of the fuel cell 10 is in contact with the top plate 231, but at least a part of the outer peripheral edge portion of the base end face 103 is not in contact with the top plate 231. May be. That is, a gap may be formed between the base end face 103 and the top plate 231.

例えば、図14に示すように、燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との距離は、燃料電池セル10の幅方向(y軸方向)において異なっている。燃料電池セル10の幅方向の中央部における燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との距離d1は、燃料電池セル10の幅方向の端部における燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との距離d2よりも大きい。   For example, as shown in FIG. 14, the distance between the base end face 103 of the fuel cell 10 and the top plate 231 of the manifold 2 is different in the width direction (y-axis direction) of the fuel cell 10. The distance d1 between the base end face 103 of the fuel battery cell 10 and the top plate 231 of the manifold 2 at the center in the width direction of the fuel battery cell 10 is determined by the base end face of the fuel battery cell 10 at the widthwise end of the fuel battery cell 10. It is larger than the distance d2 between 103 and the top plate 231 of the manifold 2.

燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との距離は、幅方向(y軸方向)の両端部から中央部に向かって徐々に大きくなる。燃料電池セル10の基端面103は、幅方向(y軸方向)の中央部が幅方向の両端部よりも天板231から離れるように湾曲している。例えば、燃料電池セル10の正面視(z軸方向視)において、基端面103は、円弧状に形成されている。なお、天板231の桟部235が、幅方向の中央部が幅方向の両端部よりも燃料電池セル10の基端面103から離れるように湾曲していてもよい。例えば、燃料電池セル10の正面視(z軸方向視)において、天板231の桟部235は、円弧状に湾曲していてもよい。   The distance between the base end surface 103 of the fuel cell unit 10 and the top plate 231 of the manifold 2 gradually increases from both ends in the width direction (y-axis direction) toward the center. The base end surface 103 of the fuel cell unit 10 is curved so that the center portion in the width direction (y-axis direction) is farther from the top plate 231 than both end portions in the width direction. For example, the base end surface 103 is formed in an arc shape when the fuel cell 10 is viewed from the front (viewed in the z-axis direction). Note that the crosspiece 235 of the top plate 231 may be curved so that the center portion in the width direction is farther from the base end face 103 of the fuel cell unit 10 than the both ends in the width direction. For example, when viewed from the front of the fuel cell 10 (viewed in the z-axis direction), the crosspiece 235 of the top plate 231 may be curved in an arc shape.

なお、燃料電池セル10の幅方向の中央部とは、燃料電池セル10の幅方向の中心近傍の領域を言う。具体的には、燃料電池セル10の幅方向の中央部とは、燃料電池セル10を幅方向に5等分したうちの中央部を言う。また、燃料電池セル10の幅方向の端部とは、例えば、燃料電池セル10を幅方向に5等分したうちの端部を言う。   The central portion in the width direction of the fuel cell 10 refers to a region near the center of the fuel cell 10 in the width direction. Specifically, the central portion of the fuel cell 10 in the width direction refers to the central portion of the fuel cell 10 divided into five equal parts in the width direction. In addition, the widthwise end of the fuel cell 10 refers to, for example, an end of the fuel cell 10 that is divided into five equal parts in the widthwise direction.

燃料電池セル10の基端面103は、幅方向の両端部において、天板231と当接している。詳細には、燃料電池セル10の基端面103は、幅方向の両端部の一部が天板231と当接している。   The base end face 103 of the fuel cell unit 10 is in contact with the top plate 231 at both ends in the width direction. Specifically, the base end surface 103 of the fuel cell unit 10 is in contact with the top plate 231 at a part of both ends in the width direction.

燃料電池セル10の幅方向の中央部における燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との距離d1は、例えば、0.02〜1mm程度である。この距離d1は、例えば、燃料電池セル10を幅方向に5等分したうちの中央部の基端面103と天板231との距離を任意の3箇所で測定してそれらを平均したものである。   The distance d1 between the base end face 103 of the fuel cell 10 and the top plate 231 of the manifold 2 at the center of the fuel cell 10 in the width direction is, for example, about 0.02 to 1 mm. This distance d1 is obtained by measuring the distance between the base end face 103 at the center and the top plate 231 of the fuel cell 10 divided into five equal parts in the width direction at arbitrary three points and averaging them. .

また、燃料電池セル10の幅方向の端部における燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との距離d2は、例えば、0.01〜0.3mm程度である。この距離d2は、例えば、燃料電池セル10を幅方向に5等分したうちの端部の基端面103と天板231との距離を任意の3箇所で測定してそれらを平均したものである。   The distance d2 between the base end surface 103 of the fuel cell 10 and the top plate 231 of the manifold 2 at the widthwise end of the fuel cell 10 is, for example, about 0.01 to 0.3 mm. This distance d2 is, for example, obtained by measuring the distance between the base plate 103 at the end of the fuel cell 10 divided into five equal parts in the width direction and the top plate 231, and averaging them. .

接合材104は、燃料電池セル10の基端面103とマニホールド2の天板231との隙間に充填されている。図15に示すように、接合材104は、基端面103の外周縁と天板231との間に充填されている。そして、接合材104は、基端面103の中央部と天板231との間には充填されていない。すなわち、第1ガス流路41及び第2ガス流路42と、貫通孔234とが連通するように、第1ガス流路41及び第2ガス流路42と、貫通孔234との間には接合材104は充填されていない。   The bonding material 104 is filled in the gap between the base end face 103 of the fuel cell 10 and the top plate 231 of the manifold 2. As shown in FIG. 15, the bonding material 104 is filled between the outer peripheral edge of the base end face 103 and the top plate 231. Further, the bonding material 104 is not filled between the central portion of the base end face 103 and the top plate 231. That is, between the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 and the through hole 234 so that the first gas flow channel 41 and the second gas flow channel 42 communicate with the through hole 234. The bonding material 104 is not filled.

なお、図16に示すように、接合材104は、一部が貫通孔234と重なるように、貫通孔234と第1又は第2ガス流路41,42との間にはみ出ていてもよい。また、接合材104の一部が、第1又は第2ガス流路41,42の基端部411、421の内壁面を覆っていてもよい。この接合材104によって、第1又は第2ガス流路41,42の基端部411,421の強度を向上させることができる。   Note that, as shown in FIG. 16, the bonding material 104 may protrude between the through hole 234 and the first or second gas flow channels 41, 42 so that a part thereof overlaps the through hole 234. Further, part of the bonding material 104 may cover the inner wall surfaces of the base end portions 411 and 421 of the first or second gas flow paths 41 and 42. With this bonding material 104, the strength of the base end portions 411, 421 of the first or second gas flow paths 41, 42 can be improved.

また、接合材104の一部が、貫通孔234の内壁面の少なくとも一部を覆っていてもよい。これにより、接合材104が天板231から剥離することを抑制できる。   Further, part of the bonding material 104 may cover at least part of the inner wall surface of the through hole 234. This can prevent the bonding material 104 from peeling off from the top plate 231.

また、図17に示すように、接合材104は、連結補強部236と燃料電池セル10の基端面103との間に充填されている。このため、ガス供給室21内の燃料ガスが、連結補強部236と燃料電池セル10の基端面103との隙間を介してガス回収室22へと流れることを防止することができる。   Further, as shown in FIG. 17, the bonding material 104 is filled between the coupling reinforcing portion 236 and the base end surface 103 of the fuel cell unit 10. Therefore, it is possible to prevent the fuel gas in the gas supply chamber 21 from flowing into the gas recovery chamber 22 through the gap between the coupling reinforcing portion 236 and the base end face 103 of the fuel cell unit 10.

接合材104は、例えば、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、SiO−B系、SiO−CaO系、またはSiO−MgO系が採用され得る。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合(結晶化度)が60%以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が40%未満のガラスを指す。なお、接合材104の材料として、非晶質ガラス、ろう材、またはセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、接合材104は、SiO−MgO−B−Al系及びSiO−MgO−Al−ZnO系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。 The bonding material 104 is, for example, crystallized glass. As the crystallized glass, for example, SiO 2 —B 2 O 3 system, SiO 2 —CaO system, or SiO 2 —MgO system can be adopted. In the present specification, the crystallized glass has a ratio (crystallinity) of “volume occupied by crystalline phase” to the total volume of 60% or more, and “volume occupied by amorphous phase and impurities relative to the total volume. Refers to glass having a ratio of less than 40%. As the material of the bonding material 104, amorphous glass, a brazing material, ceramics or the like may be adopted. Specifically, the bonding material 104 is at least one selected from SiO 2 -MgO-B 2 O 5 -Al 2 O 3 system and SiO 2 -MgO-Al 2 O 3 -ZnO group consisting systems.

変形例5
図18に示すように、セルスタック装置100は、連通部材3を備えていなくてもよい。この場合、例えば、支持基板4内に連通流路30が形成されていてもよい。この連通流路30は、支持基板4の先端部44において、幅方向(y軸方向)に延びている。
Modification 5
As shown in FIG. 18, the cell stack device 100 may not include the communication member 3. In this case, for example, the communication channel 30 may be formed in the support substrate 4. The communication channel 30 extends in the width direction (y-axis direction) at the tip portion 44 of the support substrate 4.

変形例6
上記実施形態の燃料電池セル10は、各発電素子部5が支持基板4の長さ方向(x軸方向)に配列されている、いわゆる横縞型の燃料電池セルであるが、燃料電池セル10の構成はこれに限定されない。例えば、燃料電池セル10は、支持基板4の第1主面45に1つの発電素子部5が支持された、いわゆる縦縞型の燃料電池セルであってもよい。この場合、支持基板4の第2主面46に一つの発電素子部5が支持されていてもよいし、支持されていなくてもよい。
Modification 6
The fuel cell unit 10 of the above-described embodiment is a so-called horizontal stripe type fuel cell unit in which the power generation element units 5 are arranged in the length direction (x-axis direction) of the support substrate 4, The configuration is not limited to this. For example, the fuel cell unit 10 may be a so-called vertical stripe type fuel cell unit in which one power generating element unit 5 is supported on the first main surface 45 of the support substrate 4. In this case, one power generation element unit 5 may be supported on the second main surface 46 of the support substrate 4, or may not be supported.

変形例7
上記実施形態では、燃料電池セル10からのオフガスをマニホールド2のガス回収室22によって回収しているが、これに限定されない。例えば、燃料電池セル10の先端部からオフガスを排出して燃焼させてもよい。この場合、マニホールド2は、仕切板24を有しておらず、ガス供給室21とガス回収室22とに分かれていなくてよい。
Modification 7
In the above embodiment, the off gas from the fuel cell unit 10 is recovered by the gas recovery chamber 22 of the manifold 2, but the present invention is not limited to this. For example, off-gas may be discharged from the tip of the fuel cell unit 10 and burned. In this case, the manifold 2 does not have the partition plate 24 and does not have to be divided into the gas supply chamber 21 and the gas recovery chamber 22.

2 マニホールド
21 ガス供給室
22 ガス回収室
231 天板
232 底板
233 側板
234 貫通孔
234a 第1分割孔
234b 第2分割孔
235 桟部
236 連結補強部
41 第1ガス流路
42 第2ガス流路
10 燃料電池セル
103 基端面
2 Manifold 21 Gas Supply Chamber 22 Gas Recovery Chamber 231 Top Plate 232 Bottom Plate 233 Side Plate 234 Through Hole 234a First Divided Hole 234b Second Divided Hole 235 Cross Section 236 Connection Reinforcement Part 41 First Gas Flow Path 42 Second Gas Flow Path 10 Fuel cell 103 Base end face

Claims (6)

複数の燃料電池セルと、
複数の前記燃料電池セルにガスを供給するマニホールドと、
を備え、
前記マニホールドは、底板、側板、及び天板を含み、
前記天板は、
互いに間隔をあけて配列され、配列方向と交差する延在方向に延びる複数の貫通孔と、
前記各貫通孔間において前記延在方向に延びる複数の桟部と、
前記貫通孔を横切り、隣り合う前記桟部同士を連結する連結補強部と、
を有し、
前記貫通孔は、前記連結補強部によって複数の分割孔に分割され、
複数の前記燃料電池セルは、前記天板から延び、
1つの前記燃料電池セルは、前記複数の分割孔を介して、ガスが供給及び/又は回収され
前記各分割孔は、長孔形状である、
セルスタック装置。
A plurality of fuel cells,
A manifold supplying gas to the plurality of fuel cells,
Equipped with
The manifold includes a bottom plate, a side plate, and a top plate,
The top plate is
A plurality of through holes that are arranged at intervals from each other and that extend in an extending direction that intersects the arrangement direction,
A plurality of cross sections extending in the extending direction between the through holes,
A cross-linking reinforcing portion that crosses the through-hole and connects the crosspieces adjacent to each other,
Have
The through hole is divided into a plurality of division holes by the connection reinforcing portion,
A plurality of the fuel cells extend from the top plate,
In the one fuel cell , gas is supplied and / or recovered through the plurality of division holes ,
Each of the divided holes has a long hole shape,
Cell stack device.
複数の燃料電池セルと、
複数の前記燃料電池セルにガスを供給するマニホールドと、
を備え、
前記マニホールドは、底板、側板、及び天板を含み、
前記天板は、
互いに間隔をあけて配列され、配列方向と交差する延在方向に延びる複数の貫通孔と、
前記各貫通孔間において前記延在方向に延びる複数の桟部と、
前記貫通孔を横切り、隣り合う前記桟部同士を連結する連結補強部と、
を有し、
前記貫通孔は、前記連結補強部によって複数の分割孔に分割され、
複数の前記燃料電池セルは、前記天板から延び、
1つの前記燃料電池セルは、前記複数の分割孔を介して、ガスが供給及び/又は回収され
前記各分割孔は、前記燃料電池セルに形成された複数のガス流路と連通する、
セルスタック装置。
A plurality of fuel cells,
A manifold supplying gas to the plurality of fuel cells,
Equipped with
The manifold includes a bottom plate, a side plate, and a top plate,
The top plate is
A plurality of through holes that are arranged at intervals from each other and that extend in an extending direction that intersects the arrangement direction,
A plurality of cross sections extending in the extending direction between the through holes,
A cross-linking reinforcing portion that crosses the through-hole and connects the crosspieces adjacent to each other,
Have
The through hole is divided into a plurality of division holes by the connection reinforcing portion,
A plurality of the fuel cells extend from the top plate,
In the one fuel cell , gas is supplied and / or recovered through the plurality of division holes ,
Each of the division holes communicates with a plurality of gas flow paths formed in the fuel cell unit,
Cell stack device.
前記各分割孔は、長孔形状である、
請求項に記載のセルスタック装置。
Each of the divided holes has a long hole shape,
The cell stack device according to claim 2 .
前記燃料電池セルは、前記天板と対向する基端面を有し、
前記基端面の外周縁部は、前記天板と当接し、
前記外周縁部に囲まれた前記基端面の中央部は、前記貫通孔と対向する、
請求項1から3のいずれかに記載のセルスタック装置。
The fuel cell has a base end surface facing the top plate,
The outer peripheral edge portion of the base end face is in contact with the top plate,
A central portion of the base end face surrounded by the outer peripheral edge portion faces the through hole,
The cell stack device according to claim 1.
前記マニホールドは、ガス供給室と、ガス回収室と、を有し、
前記連結補強部は、前記ガス供給室と前記ガス回収室との境界部に配置され、
前記複数の分割孔は、前記ガス供給室と連通する第1分割孔と、前記ガス回収室と連通する第2分割孔と、を含む、
請求項1から4のいずれかに記載のセルスタック装置。
The manifold has a gas supply chamber and a gas recovery chamber,
The connection reinforcing portion is arranged at a boundary portion between the gas supply chamber and the gas recovery chamber,
The plurality of division holes include a first division hole that communicates with the gas supply chamber and a second division hole that communicates with the gas recovery chamber.
The cell stack device according to claim 1.
前記燃料電池セルは、
前記ガス供給室と連通し、前記燃料電池セルの基端部から先端部に延びる少なくとも1つの第1ガス流路と、
前記ガス回収室と連通し、前記燃料電池セルの基端部から先端部に延びて前記燃料電池セルの先端部において前記第1ガス流路と連通する、少なくとも1つの第2ガス流路と、
を有する、
請求項5に記載のセルスタック装置。
The fuel cell is
At least one first gas flow path that communicates with the gas supply chamber and extends from the base end portion to the tip end portion of the fuel cell;
At least one second gas flow path communicating with the gas recovery chamber, extending from the base end of the fuel cell to the tip, and communicating with the first gas flow path at the tip of the fuel cell;
Has,
The cell stack device according to claim 5.
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