JP6933039B2 - Fuel cell stack - Google Patents

Fuel cell stack Download PDF

Info

Publication number
JP6933039B2
JP6933039B2 JP2017156060A JP2017156060A JP6933039B2 JP 6933039 B2 JP6933039 B2 JP 6933039B2 JP 2017156060 A JP2017156060 A JP 2017156060A JP 2017156060 A JP2017156060 A JP 2017156060A JP 6933039 B2 JP6933039 B2 JP 6933039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer edge
cell
fuel cell
power generation
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017156060A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019036442A (en
Inventor
岡田　圭司
圭司 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2017156060A priority Critical patent/JP6933039B2/en
Publication of JP2019036442A publication Critical patent/JP2019036442A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6933039B2 publication Critical patent/JP6933039B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Description

本発明は、燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack.

従来から、燃料電池スタックは、電解質を燃料極と酸化剤極で挟んで構成した発電セルに対してガスを供給して発電している。発電セルは、例えばセパレータとの積層を容易にするために、保持部材（フレーム）によって囲って保持する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。保持部材は、一例として、導通性を備えるものの加工が容易であって剛性を保つことができる金属を用いて形成することができる。 Conventionally, a fuel cell stack supplies gas to a power generation cell formed by sandwiching an electrolyte between a fuel electrode and an oxidant electrode to generate electricity. A technique is known in which a power generation cell is surrounded and held by a holding member (frame), for example, in order to facilitate stacking with a separator (see, for example, Patent Document 1). As an example, the holding member can be formed by using a metal that has conductivity but is easy to process and can maintain rigidity.

特許第５４４５６７９号公報Japanese Patent No. 5445679

燃料電池スタックは、導電性を備えた保持部材によって保持された発電セルを、セパレータを隔てて積層した場合に、特に、短絡を十分に防止することが必要となる。 In the fuel cell stack, it is necessary to sufficiently prevent a short circuit, particularly when the power generation cells held by the holding member having conductivity are laminated with the separator separated.

本発明の目的は、導電性を備えた保持部材によって保持された発電セルを、セパレータを隔てて積層した場合に、短絡を十分に防止することができる燃料電池スタックを提供することである。 An object of the present invention is to provide a fuel cell stack capable of sufficiently preventing a short circuit when power generation cells held by a conductive holding member are laminated with a separator in between.

上記目的を達成するための本発明の燃料電池スタックは、発電セルアッセンブリーと、セパレータと、支持部と、を有する。前記発電セルアッセンブリーは、電解質を燃料極と酸化剤極とで挟んでなり供給されたガスによって発電する発電セルと、金属からなり前記発電セルを囲って保持する導電性を備えたセルフレームと、を含む。前記セパレータは、前記発電セルアッセンブリーと交互に積層し、隣り合う前記発電セルアッセンブリーを隔てる。前記支持部は、積層方向に沿って前記セルフレームの外縁を支持する。前記セルフレームは、前記外縁の少なくとも一部が積層方向に沿って上向きに屈折し、かつ、前記外縁は積層方向に沿って隣り合う他のセルフレームまでの距離よりも短い長さで屈折している。前記支持部は、前記セルフレームの前記外縁の屈折した部分に隣接して設け、かつ、積層部材に形成したリブである。 The fuel cell stack of the present invention for achieving the above object includes a power generation cell assembly, a separator, and a support portion . The power generation cell assembly includes a power generation cell in which an electrolyte is sandwiched between a fuel electrode and an oxidant electrode to generate power by a supplied gas, a cell frame made of metal and having a conductivity that surrounds and holds the power generation cell. including. The separator is alternately laminated with the power generation cell assembly and separates the adjacent power generation cell assemblies. The support portion supports the outer edge of the cell frame along the stacking direction. The cell frame has at least a portion of the outer edge is refracted upward along the stacking direction, and said outer edge is refracted by a length shorter than the distance to other cells adjacent frames along the stacking direction There is. The support portion is a rib provided adjacent to the bent portion of the outer edge of the cell frame and formed on the laminated member .

かかる燃料電池スタックによれば、導電性を備えた保持部材によって保持された発電セルを、セパレータを隔てて積層した場合に、短絡を十分に防止することができる。 According to such a fuel cell stack, a short circuit can be sufficiently prevented when the power generation cells held by the holding member having conductivity are laminated with the separator separated.

実施形態の燃料電池スタックを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fuel cell stack of an embodiment. 図１の燃料電池スタックから上部エンドプレート、上部集電板、複数のセルモジュールを積層して構成したスタック、下部集電板、下部エンドプレートおよび外部マニホールドに分解した状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the fuel cell stack of FIG. 1 is disassembled into an upper end plate, an upper current collector plate, a stack formed by stacking a plurality of cell modules, a lower current collector plate, a lower end plate, and an external manifold. 図２のセルモジュールを分解して示す斜視図である。It is a perspective view which shows disassembled the cell module of FIG. 図３のユニットを分解して示す斜視図である。It is a perspective view which shows disassembled the unit of FIG. 図４のメタルサポートセルアッセンブリーを分解して示す斜視図である。It is a perspective view which shows the metal support cell assembly of FIG. 4 by disassembling. 図４のメタルサポートセルアッセンブリーを断面で示す側面図である。It is a side view which shows the metal support cell assembly of FIG. 4 in cross section. 図４のユニットの外縁部分の一の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one example of the outer edge part of the unit of FIG. 図４のユニットの外縁部分の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the outer edge part of the unit of FIG. メタルサポートセルアッセンブリーとセパレータとアノード側外縁シール部材およびカソード側外縁シール部材を積層した状態で部分的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the metal support cell assembly, the separator, the anode side outer edge seal member, and the cathode side outer edge seal member in a laminated state partially. 図７の構成を積層した状態において断面で示す側面図である。It is a side view which shows the structure of FIG. 7 in a cross-sectional view in a laminated state. 図７における発電エリアを断面で示す側面図である。It is a side view which shows the power generation area in FIG. 7 in the cross section.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の第１〜第３実施形態を説明する。図面において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面において、各部材の大きさや比率は、実施形態の理解を容易にするために誇張し、実際の大きさや比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, the first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In the drawings, the same members are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In the drawings, the size and ratio of each member may be exaggerated to facilitate understanding of the embodiment and may differ from the actual size and ratio.

各図において、Ｘ、Ｙ、およびＺで表す矢印を用いて、燃料電池スタックを構成する部材の方位を示している。Ｘによって表す矢印の方向は、燃料電池スタックの短手方向Ｘを示している。Ｙによって表す矢印の方向は、燃料電池スタックの長手方向Ｙを示している。Ｚによって表す矢印の方向は、燃料電池スタックの積層方向Ｚを示している。 In each figure, arrows represented by X, Y, and Z are used to indicate the directions of the members constituting the fuel cell stack. The direction of the arrow represented by X indicates the lateral direction X of the fuel cell stack. The direction of the arrow represented by Y indicates the longitudinal direction Y of the fuel cell stack. The direction of the arrow represented by Z indicates the stacking direction Z of the fuel cell stack.

（実施形態）
（燃料電池スタック１００の構成）
図１は、実施形態の燃料電池スタック１００を示す斜視図である。図２は、図１の燃料電池スタック１００から上部エンドプレート１１０、上部集電板１０８、複数のセルモジュール１００Ｑを積層して構成したスタック１００Ｐ、下部集電板１０７、下部エンドプレート１０９および外部マニホールド１１１に分解した状態を示す斜視図である。図３は、図２のセルモジュール１００Ｑを分解して示す斜視図である。図４は、図３のユニット１００Ｒを分解して示す斜視図である。 (Embodiment)
(Structure of fuel cell stack 100)
FIG. 1 is a perspective view showing the fuel cell stack 100 of the embodiment. FIG. 2 shows a stack 100P formed by stacking an upper end plate 110, an upper current collector plate 108, and a plurality of cell modules 100Q from the fuel cell stack 100 of FIG. 1, a lower current collector plate 107, a lower end plate 109, and an external manifold. It is a perspective view which shows the state disassembled into 111. FIG. 3 is a perspective view showing the cell module 100Q of FIG. 2 in an exploded manner. FIG. 4 is a perspective view showing the unit 100R of FIG. 3 in an exploded manner.

図５Ａは、図４のメタルサポートセルアッセンブリー１０１を分解して示す斜視図である。図５Ｂは、図４のメタルサポートセルアッセンブリー１０１を断面で示す側面図である。図７は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１とセパレータ１０２とアノード側外縁シール部材１０４Ａおよびカソード側外縁シール部材１０４Ｃを積層した状態で部分的に示す斜視図である。図９は、図７における発電エリアを断面で示す側面図である。 FIG. 5A is a perspective view showing the metal support cell assembly 101 of FIG. 4 in an exploded manner. FIG. 5B is a side view showing the metal support cell assembly 101 of FIG. 4 in cross section. FIG. 7 is a perspective view showing a partially laminated state of the metal support cell assembly 101, the separator 102, the anode side outer edge sealing member 104A, and the cathode side outer edge sealing member 104C. FIG. 9 is a side view showing the power generation area in FIG. 7 in cross section.

燃料電池スタック１００は、図１において、各々の構成部材を締結して一体にする締結部材（ボルト）、および各々の構成部材を被覆して保護する保護部材（カバー）の図示を省略している。 In FIG. 1, the fuel cell stack 100 omits the illustration of a fastening member (bolt) for fastening and integrating each component, and a protective member (cover) for covering and protecting each component. ..

燃料電池スタック１００は、図１および図２に示すように、下部集電板１０７および上部集電板１０８によって挟み込んだスタック１００Ｐを、下部エンドプレート１０９および上部エンドプレート１１０によって挟み込んで保持して、その下端に外部からガスを供給する外部マニホールド１１１を配置して構成している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 100 holds the stack 100P sandwiched between the lower current collector plate 107 and the upper current collector plate 108 by sandwiching and holding the stack 100P between the lower end plate 109 and the upper end plate 110. An external manifold 111 that supplies gas from the outside is arranged at the lower end thereof.

燃料電池スタック１００は、図２に示すように、複数のセルモジュール１００Ｑを積層して構成したスタック１００Ｐを、ユニット１００Ｒで発電された電力を外部に出力する下部集電板１０７と上部集電板１０８によって挟み込んで集電可能としている。 As shown in FIG. 2, the fuel cell stack 100 consists of a stack 100P formed by stacking a plurality of cell modules 100Q, and a lower current collector plate 107 and an upper current collector plate 107 that output the electric power generated by the unit 100R to the outside. It is sandwiched by 108 to enable current collection.

燃料電池スタック１００は、図４に示すユニット１００Ｒを積層して、図３に示すように上端と下端に位置する封止部１０４を介してエンドプレートに相当するモジュールエンド１０５を配置して、図３に示すセルモジュール１００Ｑを構成している。 In the fuel cell stack 100, the units 100R shown in FIG. 4 are stacked, and the module end 105 corresponding to the end plate is arranged via the sealing portions 104 located at the upper end and the lower end as shown in FIG. The cell module 100Q shown in 3 is configured.

燃料電池スタック１００は、図４に示すユニット１００Ｒにガスを供給して発電を行う。図４に示すユニット１００Ｒは、供給されたガスによって発電する発電セル１０１Ｍを設けたメタルサポートセルアッセンブリー１０１、隣り合う発電セル１０１Ｍを隔てるセパレータ１０２、発電セル１０１Ｍとセパレータ１０２との間にガスを通す空間を形成しつつ電気的接触を維持する集電補助層１０３、およびメタルサポートセルアッセンブリー１０１とセパレータ１０２との隙間を部分的に封止してガスの流れを制限する封止部１０４を含んでいる。 The fuel cell stack 100 supplies gas to the unit 100R shown in FIG. 4 to generate electricity. The unit 100R shown in FIG. 4 passes gas between the metal support cell assembly 101 provided with the power generation cell 101M that generates power by the supplied gas, the separator 102 that separates the adjacent power generation cells 101M, and the power generation cell 101M and the separator 102. Includes a current collecting auxiliary layer 103 that maintains electrical contact while forming a space, and a sealing portion 104 that partially seals the gap between the metal support cell assembly 101 and the separator 102 to limit the flow of gas. There is.

以下、燃料電池スタック１００を構成毎に説明する。 Hereinafter, the fuel cell stack 100 will be described for each configuration.

メタルサポートセルアッセンブリー１０１は、図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、外部から供給されたガスによって発電するものである。 As shown in FIGS. 4, 5A and 5B, the metal support cell assembly 101 generates electricity using a gas supplied from the outside.

メタルサポートセルアッセンブリー１０１は、図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、電解質１０１Ｓをアノード１０１Ｔとカソード１０１Ｕとで挟んでなり供給されたアノードガスＡＧおよびカソードガスＣＧによって発電する発電セル１０１Ｍと、発電セル１０１Ｍを囲って保持する導電性を備えたセルフレーム１０１Ｗと、を含む。 As shown in FIGS. 4, 5A and 5B, the metal support cell assembly 101 includes a power generation cell 101M in which the electrolyte 101S is sandwiched between the anode 101T and the cathode 101U and is supplied by the anode gas AG and the cathode gas CG. , Includes a conductive cell frame 101W that surrounds and holds the power generation cell 101M.

メタルサポートセルアッセンブリー１０１において、発電セル１０１Ｍは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、電解質１０１Ｓをアノード１０１Ｔとカソード１０１Ｕで挟み込んで構成している。メタルサポートセル１０１Ｎは、発電セル１０１Ｍと、発電セル１０１Ｍを一方から支持するサポートメタル１０１Ｖによって構成している。メタルサポートセルアッセンブリー１０１は、メタルサポートセル１０１Ｎと、メタルサポートセル１０１Ｎを周囲から保持するセルフレーム１０１Ｗによって構成している。 In the metal support cell assembly 101, the power generation cell 101M is configured by sandwiching the electrolyte 101S between the anode 101T and the cathode 101U, as shown in FIGS. 5A and 5B. The metal support cell 101N is composed of a power generation cell 101M and a support metal 101V that supports the power generation cell 101M from one side. The metal support cell assembly 101 is composed of a metal support cell 101N and a cell frame 101W that holds the metal support cell 101N from the surroundings.

アノード１０１Ｔは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、燃料極であって、アノードガスＡＧ（例えば水素）と酸化物イオンを反応させて、アノードガスＡＧの酸化物を生成するとともに電子を取り出す。アノード１０１Ｔは、還元雰囲気に耐性を有し、アノードガスＡＧを透過させ、電気伝導度が高く、アノードガスＡＧを酸化物イオンと反応させる触媒作用を有する。アノード１０１Ｔは、電解質１０１Ｓよりも大きい長方体形状から形成されている。アノード１０１Ｔは、例えば、ニッケル等の金属、イットリア安定化ジルコニア等の酸化物イオン伝導体を混在させた合金からなる。アノード１０１Ｔは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、薄板状であって長方形状からなる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the anode 101T is a fuel electrode and reacts an anode gas AG (for example, hydrogen) with an oxide ion to generate an oxide of the anode gas AG and take out electrons. The anode 101T has resistance to a reducing atmosphere, allows the anode gas AG to permeate, has high electrical conductivity, and has a catalytic action of reacting the anode gas AG with an oxide ion. The anode 101T is formed from a rectangular parallelepiped shape larger than that of the electrolyte 101S. The anode 101T is made of, for example, an alloy in which a metal such as nickel and an oxide ion conductor such as yttria-stabilized zirconia are mixed. As shown in FIGS. 5A and 5B, the anode 101T has a thin plate shape and a rectangular shape.

電解質１０１Ｓは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、カソード１０１Ｕからアノード１０１Ｔに向かって酸化物イオンを透過させるものである。電解質１０１Ｓは、酸化物イオンを通過させつつ、ガスと電子を通過させない。電解質１０１Ｓは、長方体形状から形成されている。電解質１０１Ｓは、例えば、イットリア、酸化ネオジム、サマリア、ガドリア、スカンジア等を固溶した安定化ジルコニアなどの固体酸化物セラミックスからなる。電解質１０１Ｓは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、薄板状であって、アノード１０１Ｔよりも若干大きい長方形状からなる。電解質１０１Ｓの外縁は、図１０に示すように、アノード１０１Ｔの側に向かって屈折して、アノード１０１Ｔの積層方向Ｚに沿った側面に接触している。電解質１０１Ｓの外縁の先端は、サポートメタル１０１Ｖに接触している。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the electrolyte 101S allows oxide ions to permeate from the cathode 101U toward the anode 101T. The electrolyte 101S allows oxide ions to pass through but does not allow gas and electrons to pass through. The electrolyte 101S is formed from a rectangular parallelepiped shape. The electrolyte 101S is made of solid oxide ceramics such as stabilized zirconia in which yttria, neodymium oxide, sammalia, gadria, scandia and the like are dissolved, for example. As shown in FIGS. 5A and 5B, the electrolyte 101S has a thin plate shape and a rectangular shape slightly larger than the anode 101T. As shown in FIG. 10, the outer edge of the electrolyte 101S is refracted toward the side of the anode 101T and is in contact with the side surface of the anode 101T along the stacking direction Z. The tip of the outer edge of the electrolyte 101S is in contact with the support metal 101V.

カソード１０１Ｕは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、酸化剤極であって、カソードガスＣＧ（例えば空気に含まれる酸素）と電子を反応させて、酸素分子を酸化物イオンに変換する。カソード１０１Ｕは、酸化雰囲気に耐性を有し、カソードガスＣＧを透過させ、電気伝導度が高く、酸素分子を酸化物イオンに変換する触媒作用を有する。カソード１０１Ｕは、電解質１０１Ｓよりも小さい長方体形状から形成されている。カソード１０１Ｕは、例えば、ランタン、ストロンチウム、マンガン、コバルト等の酸化物からなる。カソード１０１Ｕは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、アノード１０１Ｔと同様に、薄板状であって長方形状からなる。カソード１０１Ｕは、電解質１０１Ｓを介して、アノード１０１Ｔと対向している。電解質１０１Ｓの外縁がアノード１０１Ｔ側に屈折していることから、カソード１０１Ｕの外縁は、アノード１０１Ｔの外縁と接触することがない。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the cathode 101U is an oxidant electrode, and reacts electrons with a cathode gas CG (for example, oxygen contained in air) to convert oxygen molecules into oxide ions. The cathode 101U has resistance to an oxidizing atmosphere, allows the cathode gas CG to permeate, has high electrical conductivity, and has a catalytic action of converting oxygen molecules into oxide ions. The cathode 101U is formed from a rectangular parallelepiped shape smaller than that of the electrolyte 101S. The cathode 101U is made of, for example, an oxide such as lanthanum, strontium, manganese, or cobalt. As shown in FIGS. 5A and 5B, the cathode 101U has a thin plate shape and a rectangular shape like the anode 101T. The cathode 101U faces the anode 101T via the electrolyte 101S. Since the outer edge of the electrolyte 101S is refracted toward the anode 101T, the outer edge of the cathode 101U does not come into contact with the outer edge of the anode 101T.

サポートメタル１０１Ｖは、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、発電セル１０１Ｍをアノード１０１Ｔの側から支持するものである。サポートメタル１０１Ｖは、ガス透過性を有し、電気伝導度が高く、十分な強度を有する。サポートメタル１０１Ｖは、電解質１０１Ｓよりも大きい長方体形状から形成されている。サポートメタル１０１Ｖは、例えば、ニッケルやクロムを含有する耐食合金や耐食鋼、ステンレス鋼からなる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the support metal 101V supports the power generation cell 101M from the side of the anode 101T. The support metal 101V has gas permeability, high electrical conductivity, and sufficient strength. The support metal 101V is formed from a rectangular parallelepiped shape larger than that of the electrolyte 101S. The support metal 101V is made of, for example, a corrosion-resistant alloy containing nickel or chromium, corrosion-resistant steel, or stainless steel.

セルフレーム１０１Ｗは、図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、メタルサポートセル１０１Ｎを周囲から保持するものである。セルフレーム１０１Ｗは、長方形状から形成している。セルフレーム１０１Ｗは、発電セル１０１Ｍを取り付ける開口部１０１ｅを中央に設けている。セルフレーム１０１Ｗの開口部１０１ｅは、長方形状の貫通口からなり、サポートメタル１０１Ｖの外形よりも小さい。セルフレーム１０１Ｗは、金属からなり、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、セルフレーム１０１Ｗに酸化アルミニウムを固着させて構成する。セルフレーム１０１Ｗの開口部１０１ｅの内縁に、サポートメタル１０１Ｖの外縁を接合することによって、セルフレーム１０１Ｗにメタルサポートセル１０１Ｎを取り付ける。 The cell frame 101W holds the metal support cell 101N from the surroundings as shown in FIGS. 4, 5A and 5B. The cell frame 101W is formed from a rectangular shape. The cell frame 101W is provided with an opening 101e in the center to which the power generation cell 101M is attached. The opening 101e of the cell frame 101W is formed of a rectangular through-hole, and is smaller than the outer shape of the support metal 101V. The cell frame 101W is made of metal and is insulated by using an insulating material or a coating. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the cell frame 101W. The metal support cell 101N is attached to the cell frame 101W by joining the outer edge of the support metal 101V to the inner edge of the opening 101e of the cell frame 101W.

セルフレーム１０１Ｗは、図６Ａに示すように、外縁１０１ｆの少なくとも一部が積層方向Ｚに沿ってセパレータ１０２の側に屈折し、少なくとも外縁１０１ｆの屈折した外方に臨む面に絶縁性を備えた絶縁層１０１ｉを設けている。屈折した屈折部１０１ｇから最も先端の最端部１０１ｈから発電セル１０１Ｍにいたる領域に絶縁層１０１ｉを設けている。屈折部１０１ｇの長さは、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、折返し長さＬで表される。特に、セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆにおいて、屈折した屈折部１０１ｇをまたぐ領域に絶縁層１０１ｉを設けている。セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆを積層方向Ｚに沿って隣り合う他のセルフレーム１０１Ｗまでの距離よりも短い。絶縁層１０１ｉは、例えば、酸化アルミニウムをセルフレーム１０１Ｗに固着させて構成している。絶縁層１０１ｉは、耐熱性を備えた絶縁シートをセルフレーム１０１Ｗに接合して構成してもよい。図６Ａに示すように、例えばカソード側外縁シール部材１０４Ｃによって、積層部材間を封止している。 As shown in FIG. 6A, the cell frame 101W has at least a part of the outer edge 101f refracted toward the separator 102 along the stacking direction Z, and at least the outer edge 101f has an insulating surface facing the bent outward. An insulating layer 101i is provided. The insulating layer 101i is provided in the region from the refracted refracted portion 101g to the most advanced end portion 101h to the power generation cell 101M. The length of the refracted portion 101 g is represented by the folded length L as shown in FIGS. 6A and 6B. In particular, the cell frame 101W is provided with an insulating layer 101i at the outer edge 101f in a region straddling the refracted refracted portion 101g. The cell frame 101W is shorter than the distance from the outer edge 101f to other cell frames 101W adjacent to each other along the stacking direction Z. The insulating layer 101i is configured by, for example, fixing aluminum oxide to the cell frame 101W. The insulating layer 101i may be formed by joining a heat-resistant insulating sheet to the cell frame 101W. As shown in FIG. 6A, the laminated members are sealed with, for example, the cathode side outer edge sealing member 104C.

セルフレーム１０１Ｗは、図４、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、開口部１０１ｅを隔てた対角線上に、アノードガスＡＧを流路部１０２Ｌに流入させるアノード側流入口１０１ａと、アノードガスＡＧを流路部１０２Ｌから流出させるアノード側流出口１０１ｂを設けている。同様に、セルフレーム１０１Ｗは、開口部１０１ｅを隔てた対角線上に、カソードガスＣＧを流路部１０２Ｌに流入させるカソード側流入口１０１ｃと、カソードガスＣＧを流路部１０２Ｌから流出させるカソード側流出口１０１ｄを設けている。アノード側流入口１０１ａとカソード側流入口１０１ｃは、セルフレーム１０１Ｗの短手方向Ｘに沿って対向している。同様に、アノード側流出口１０１ｂとカソード側流出口１０１ｄは、セルフレーム１０１Ｗの短手方向Ｘに沿って対向している。アノード側流入口１０１ａおよびカソード側流入口１０１ｃは、カソード側流出口１０１ｄおよびアノード側流出口１０１ｂと、開口部１０１ｅを隔てて長手方向Ｙに沿って対向している。アノード側流入口１０１ａ、アノード側流出口１０１ｂ、カソード側流入口１０１ｃおよびカソード側流出口１０１ｄは、それぞれ矩形状の開口からなるマニホールドである。 As shown in FIGS. 4, 5A and 5B, the cell frame 101W has an anode side inflow port 101a for flowing the anode gas AG into the flow path portion 102L and an anode gas AG on the diagonal line separated by the opening 101e. An anode-side outlet 101b for flowing out from the flow path portion 102L is provided. Similarly, the cell frame 101W has a cathode side inflow port 101c that allows the cathode gas CG to flow into the flow path portion 102L and a cathode side flow that causes the cathode gas CG to flow out from the flow path portion 102L on a diagonal line separated by the opening 101e. An outlet 101d is provided. The anode-side inflow port 101a and the cathode-side inflow port 101c face each other along the lateral direction X of the cell frame 101W. Similarly, the anode side outlet 101b and the cathode side outlet 101d face each other along the lateral direction X of the cell frame 101W. The anode-side inlet 101a and the cathode-side inlet 101c face the cathode-side outlet 101d and the anode-side outlet 101b along the longitudinal direction Y with an opening 101e in between. The anode-side inlet 101a, the anode-side outlet 101b, the cathode-side inlet 101c, and the cathode-side outlet 101d are manifolds each having a rectangular opening.

セパレータ１０２は、図７および図８に示すように、積層するメタルサポートセルアッセンブリー１０１の発電セル１０１Ｍとの間に設け、隣り合う発電セル１０１Ｍを隔てるものである。 As shown in FIGS. 7 and 8, the separator 102 is provided between the power generation cells 101M of the metal support cell assembly 101 to be laminated and separates the adjacent power generation cells 101M.

セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と対向して配置している。セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と同様の外形形状からなる。セパレータ１０２は、金属からなり、発電セル１０１Ｍと対向する領域（流路部１０２Ｌ）を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、セパレータ１０２に酸化アルミニウムを固着させて構成する。セパレータ１０２は、流路部１０２Ｌを発電セル１０１Ｍと対向するように設けている。 The separator 102 is arranged so as to face the metal support cell assembly 101. The separator 102 has an outer shape similar to that of the metal support cell assembly 101. The separator 102 is made of metal and is insulated by using an insulating material or a coating except for a region (flow path portion 102L) facing the power generation cell 101M. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the separator 102. The separator 102 is provided so that the flow path portion 102L faces the power generation cell 101M.

セパレータ１０２において、流路部１０２Ｌは、図７および図９に示すように、ガスの流れの方向（長手方向Ｙ）に沿って延ばした流路を、ガスの流れの方向（長手方向Ｙ）と直交する方向（短手方向Ｘ）に並べることによって形成している。流路部１０２Ｌは、図９に示すように、長手方向Ｙおよび短手方向Ｘの面内において平坦な平坦部１０２ｈから下方に突出するように、凸状のアノード側突起１０２ｉを一定の間隔で設けている。アノード側突起１０２ｉは、ガスの流れの方向（長手方向Ｙ）に沿って延びている。アノード側突起１０２ｉは、セパレータ１０２の下端から下方に向かって突出している。流路部１０２Ｌは、図９に示すように、平坦部１０２ｈから上方に突出するように、凸状のカソード側突起１０２ｊを一定の間隔で設けている。カソード側突起１０２ｊは、ガスの流れの方向（長手方向Ｙ）に沿って延びている。カソード側突起１０２ｊは、セパレータ１０２の上端から上方に向かって突出している。流路部１０２Ｌは、アノード側突起１０２ｉと凸状のカソード側突起１０２ｊを、平坦部１０２ｈを隔てて、短手方向Ｘに沿って交互に設けている。 In the separator 102, as shown in FIGS. 7 and 9, the flow path portion 102L sets the flow path extended along the gas flow direction (longitudinal direction Y) as the gas flow direction (longitudinal direction Y). It is formed by arranging them in the orthogonal direction (short direction X). As shown in FIG. 9, the flow path portion 102L has convex anode-side protrusions 102i at regular intervals so as to project downward from the flat flat portion 102h in the planes in the longitudinal direction Y and the lateral direction X. It is provided. The anode-side projection 102i extends along the direction of gas flow (longitudinal direction Y). The anode-side protrusion 102i projects downward from the lower end of the separator 102. As shown in FIG. 9, the flow path portion 102L is provided with convex cathode side protrusions 102j at regular intervals so as to project upward from the flat portion 102h. The cathode side projection 102j extends along the direction of gas flow (longitudinal direction Y). The cathode side protrusion 102j projects upward from the upper end of the separator 102. In the flow path portion 102L, the anode side protrusion 102i and the convex cathode side protrusion 102j are alternately provided along the lateral direction X with the flat portion 102h interposed therebetween.

セパレータ１０２は、図９に示すように、流路部１０２Ｌと、その下方に位置する発電セル１０１Ｍとの隙間を、アノードガスＡＧの流路として構成している。セパレータ１０２は、図９に示すように、流路部１０２Ｌと、その上方に位置する発電セル１０１Ｍとの隙間を、カソードガスＣＧの流路として構成している。 As shown in FIG. 9, the separator 102 has a gap between the flow path portion 102L and the power generation cell 101M located below the flow path portion 102L as a flow path for the anode gas AG. As shown in FIG. 9, the separator 102 has a gap between the flow path portion 102L and the power generation cell 101M located above the flow path portion 102L as a flow path for the cathode gas CG.

セパレータ１０２は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの屈折部１０１ｇに隣接するように、積層方向Ｚに沿って外縁１０１ｆを支持する第１のリブ１０２ｓおよび第２のリブ１０２ｔを形成している。第１のリブ１０２ｓと第２のリブ１０２ｔの間の部分において、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆとセパレータ１０２を接合している。接合は、例えば、レーザ溶接によって行われ、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、溶接部Ｓが形成される。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the separator 102 has first ribs 102s and second ribs 102s and second ribs 102s that support the outer edge 101f along the stacking direction Z so as to be adjacent to the refracting portion 101g of the outer edge 101f of the cell frame 101W. The rib 102t is formed. At the portion between the first rib 102s and the second rib 102t, the outer edge 101f of the cell frame 101W and the separator 102 are joined. The joining is performed by, for example, laser welding, and a welded portion S is formed as shown in FIGS. 6A and 6B.

セパレータ１０２は、図４に示すように、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側流入口１０２ａおよびアノード側流出口１０２ｂを、流路部１０２Ｌを隔てた対角線上に設けている。セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側流入口１０２ｃおよびカソード側流出口１０２ｄを、流路部１０２Ｌを隔てた対角線上に設けている。 As shown in FIG. 4, the separator 102 has an anode side inflow port 102a and an anode side outflow port 102b through which the anode gas AG is passed so as to be aligned with the metal support cell assembly 101 along the stacking direction Z. , The flow path portion 102L is provided on a diagonal line. The separator 102 is separated from the flow path portion 102L by separating the cathode side inflow port 102c and the cathode side outflow port 102d through which the cathode gas CG is passed so that the separator 102 and the metal support cell assembly 101 are aligned relative to each other along the stacking direction Z. It is provided diagonally.

集電補助層１０３は、図４に示すように、発電セル１０１Ｍとセパレータ１０２との間にガスを通す空間を形成しつつ面圧を均等にして、発電セル１０１Ｍとセパレータ１０２との電気的接触を維持するものである。 As shown in FIG. 4, the current collecting auxiliary layer 103 forms a space for passing gas between the power generation cell 101M and the separator 102, equalizes the surface pressure, and makes electrical contact between the power generation cell 101M and the separator 102. Is to maintain.

集電補助層１０３は、いわゆる、エキスパンドメタルである。集電補助層１０３は、発電セル１０１Ｍとセパレータ１０２の流路部１０２Ｌとの間に配置している。集電補助層１０３は、発電セル１０１Ｍと同様の外形形状からなる。集電補助層１０３は、菱形等の開口を格子状に設けた金網状からなる。 The current collector auxiliary layer 103 is a so-called expanded metal. The current collection auxiliary layer 103 is arranged between the power generation cell 101M and the flow path portion 102L of the separator 102. The current collecting auxiliary layer 103 has an outer shape similar to that of the power generation cell 101M. The current collecting auxiliary layer 103 is formed of a wire mesh having openings such as rhombuses provided in a grid pattern.

封止部１０４は、図４に示すように、メタルサポートセルアッセンブリー１０１とセパレータ１０２との隙間を部分的に封止してガスの流れを制限するものである。 As shown in FIG. 4, the sealing portion 104 partially seals the gap between the metal support cell assembly 101 and the separator 102 to limit the flow of gas.

特に、シール部材（例えばアノード側外縁シール部材１０４Ａおよびカソード側外縁シール部材１０４Ｃ）は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、メタルサポートセルアッセンブリー１０１の縁におけるリブＮとセパレータ１０２の縁におけるリブＮとの間のシール溝Ｍに設け、発電セル１０１Ｍに供給されるガス（カソードガスＣＧおよびアノードガスＡＧ）をメタルサポートセルアッセンブリー１０１とセパレータ１０２との間に留めるものである。 In particular, the sealing member (for example, the anode-side outer edge sealing member 104A and the cathode-side outer edge sealing member 104C) has a rib N at the edge of the metal support cell assembly 101 and a rib N at the edge of the separator 102, as shown in FIGS. 6A and 6B. The gas (cathode gas CG and anode gas AG) supplied to the power generation cell 101M is provided in the seal groove M between the metal support cell assembly 101 and the separator 102.

封止部１０４は、図４に示すように、セパレータ１０２の下面（図４のセパレータ１０２の下側であって、アノード側に臨む面）に、セパレータ１０２の外縁を環状に封止するアノード側外縁シール部材１０４Ａと、アノード側外縁シール部材１０４Ａよりも内側においてカソード側流入口１０２ｃおよびカソード側流出口１０２ｄを避けてセパレータ１０２を環状に封止するアノード側マニホールドシール部材１０４Ｂを設けている。アノード側外縁シール部材１０４Ａと、アノード側マニホールドシール部材１０４Ｂの間に、カソード側流入口１０２ｃおよびカソード側流出口１０２ｄが位置する。 As shown in FIG. 4, the sealing portion 104 is on the anode side in which the outer edge of the separator 102 is annularly sealed on the lower surface of the separator 102 (the surface below the separator 102 in FIG. 4 facing the anode side). An outer edge sealing member 104A and an anode side manifold sealing member 104B are provided inside the anode side outer edge sealing member 104A to avoid the cathode side inflow port 102c and the cathode side outflow port 102d and seal the separator 102 in an annular shape. The cathode side inflow port 102c and the cathode side outflow port 102d are located between the anode side outer edge seal member 104A and the anode side manifold seal member 104B.

封止部１０４は、図４に示すように、セパレータ１０２の上面（図４のセパレータ１０２の上側であって、カソード側に臨む面）に、セパレータ１０２の外縁を環状に封止するカソード側外縁シール部材１０４Ｃと、アノード側流入口１０２ａおよびアノード側流出口１０２ｂを環状に封止する一対のカソード側マニホールドシール部材１０４Ｄを設けている。封止部１０４を構成するシール部材は、スペーサーとシールの機能を備え、いわゆるガスケットである。封止部１０４を構成するシール部材は、例えば、耐熱性およびシール性を有するガラスからなる。 As shown in FIG. 4, the sealing portion 104 has a cathode-side outer edge that annularly seals the outer edge of the separator 102 on the upper surface of the separator 102 (the surface above the separator 102 in FIG. 4 facing the cathode side). A seal member 104C and a pair of cathode side manifold seal members 104D for annularly sealing the anode side inflow port 102a and the anode side outflow port 102b are provided. The sealing member constituting the sealing portion 104 has the functions of a spacer and a sealing, and is a so-called gasket. The sealing member constituting the sealing portion 104 is made of, for example, glass having heat resistance and sealing property.

封止部１０４は、アノード側外縁シール部材１０４Ａおよびアノード側マニホールドシール部材１０４Ｂを用いて、アノードガスＡＧの流れを制限する。すなわち、封止部１０４は、図４に示すように、アノードガスＡＧを、発電セル１０１Ｍのカソード１０１Ｕや外部に漏洩させることなく、発電セル１０１Ｍのアノード１０１Ｔに流入させる。アノードガスＡＧは、外部マニホールド１１１、下部エンドプレート１０９、下部集電板１０７、モジュールエンド１０５、セパレータ１０２、およびメタルサポートセルアッセンブリー１０１の各々のアノード側の流入口を通過して、複数の発電セル１０１Ｍのアノード１０１Ｔに供給される。すなわち、アノードガスＡＧは、外部マニホールド１１１から終端の上部集電板１０８に至るまで、交互に積層されたセパレータ１０２とメタルサポートセルアッセンブリー１０１との隙間に設けられたアノード側の流路に分配して供給される。その後、アノードガスＡＧは、発電セル１０１Ｍで反応し、上記の各構成部材の各々のアノード側の流出口を通過して排ガスの状態で排出される。 The sealing portion 104 uses the anode-side outer edge sealing member 104A and the anode-side manifold sealing member 104B to limit the flow of the anode gas AG. That is, as shown in FIG. 4, the sealing portion 104 causes the anode gas AG to flow into the anode 101T of the power generation cell 101M without leaking to the cathode 101U of the power generation cell 101M or to the outside. The anode gas AG passes through the inlets of the outer manifold 111, the lower end plate 109, the lower current collector plate 107, the module end 105, the separator 102, and the metal support cell assembly 101 on the anode side, and a plurality of power generation cells. It is supplied to the anode 101T of 101M. That is, the anode gas AG is distributed to the flow path on the anode side provided in the gap between the separator 102 and the metal support cell assembly 101, which are alternately laminated, from the outer manifold 111 to the upper current collector plate 108 at the end. Is supplied. After that, the anode gas AG reacts in the power generation cell 101M, passes through the outlet on the anode side of each of the above-mentioned constituent members, and is discharged in the state of exhaust gas.

封止部１０４は、カソード側外縁シール部材１０４Ｃおよび一対のカソード側マニホールドシール部材１０４Ｄを用いて、カソードガスＣＧの流れを制限する。すなわち、封止部１０４は、図４に示すように、カソードガスＣＧを、発電セル１０１Ｍのアノード１０１Ｔや外部に漏洩させることなく、発電セル１０１Ｍのカソード１０１Ｕに流入させる。カソードガスＣＧは、外部マニホールド１１１、下部エンドプレート１０９、下部集電板１０７、モジュールエンド１０５、セパレータ１０２、およびメタルサポートセルアッセンブリー１０１の各々のカソード側の流入口を通過して、複数の発電セル１０１Ｍのカソード１０１Ｕに供給される。すなわち、カソードガスＣＧは、外部マニホールド１１１から終端の上部集電板１０８に至るまで、交互に積層されたセパレータ１０２とメタルサポートセルアッセンブリー１０１との隙間に設けられたカソード側の流路に分配して供給される。その後、カソードガスＣＧは、発電セル１０１Ｍで反応し、上記の各構成部材の各々のカソード側の流出口を通過して排ガスの状態で排出される。 The sealing portion 104 uses the cathode side outer edge sealing member 104C and the pair of cathode side manifold sealing members 104D to limit the flow of the cathode gas CG. That is, as shown in FIG. 4, the sealing portion 104 causes the cathode gas CG to flow into the cathode 101U of the power generation cell 101M without leaking to the anode 101T of the power generation cell 101M or to the outside. The cathode gas CG passes through each of the cathode side inlets of the external manifold 111, the lower end plate 109, the lower current collector plate 107, the module end 105, the separator 102, and the metal support cell assembly 101, and a plurality of power generation cells. It is supplied to the cathode 101U of 101M. That is, the cathode gas CG is distributed to the flow path on the cathode side provided in the gap between the separator 102 and the metal support cell assembly 101, which are alternately laminated, from the outer manifold 111 to the upper current collector plate 108 at the end. Is supplied. After that, the cathode gas CG reacts in the power generation cell 101M, passes through the outlet on the cathode side of each of the above-mentioned constituent members, and is discharged in the state of exhaust gas.

封止部１０４は、図４に示すように、２重シールの構造を備えている。すなわち、図４に示すように、アノード側マニホールドシール部材１０４Ｂによって囲われた領域にアノードガスＡＧを流通させつつ、アノード側マニホールドシール部材１０４Ｂとアノード側外縁シール部材１０４Ａの間の領域にカソードガスＣＧを流通させている。また、図４に示すように、一対のカソード側マニホールドシール部材１０４Ｄによって囲われた領域にそれぞれアノードガスＡＧを流通させつつ、一対のカソード側マニホールドシール部材１０４Ｄとカソード側外縁シール部材１０４Ｃの間の領域にカソードガスＣＧを流通させている。このように、アノード側およびカソード側ともに、アノードガスＡＧが存在する領域を囲むようにして、カソードガスＣＧが存在する領域を設けている。 As shown in FIG. 4, the sealing portion 104 has a double-sealed structure. That is, as shown in FIG. 4, the cathode gas CG is circulated in the region surrounded by the anode side manifold seal member 104B, and in the region between the anode side manifold seal member 104B and the anode side outer edge seal member 104A. Is in circulation. Further, as shown in FIG. 4, the anode gas AG is circulated in the region surrounded by the pair of cathode side manifold seal members 104D, and between the pair of cathode side manifold seal members 104D and the cathode side outer edge seal member 104C. Cathode gas CG is circulated in the region. In this way, both the anode side and the cathode side are provided with a region in which the cathode gas CG exists so as to surround the region in which the anode gas AG exists.

モジュールエンド１０５は、図３に示すように、複数積層したユニット１００Ｒの上端および下端を保持するエンドプレートである。 As shown in FIG. 3, the module end 105 is an end plate that holds the upper end and the lower end of a plurality of stacked units 100R.

モジュールエンド１０５は、複数積層したユニット１００Ｒの上端および下端に配置している。モジュールエンド１０５は、ユニット１００Ｒと同様の外形形状からなる。モジュールエンド１０５は、ガスを透過させない導電性材料からなり、発電セル１０１Ｍと対向する領域を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、モジュールエンド１０５に酸化アルミニウムを固着させて構成する。 The module ends 105 are arranged at the upper end and the lower end of the plurality of stacked units 100R. The module end 105 has an outer shape similar to that of the unit 100R. The module end 105 is made of a conductive material that does not allow gas to pass through, and is insulated with an insulating material or coating except for a region facing the power generation cell 101M. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the module end 105.

モジュールエンド１０５は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側流入口１０５ａおよびアノード側流出口１０５ｂを対角線上に設けている。モジュールエンド１０５は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側流入口１０５ｃおよびカソード側流出口１０５ｄを対角線上に設けている。 The module end 105 is provided with an anode side inflow port 105a and an anode side outflow port 105b diagonally so as to be aligned with the unit 100R along the stacking direction Z. The module end 105 is provided with a cathode side inflow port 105c and a cathode side outflow port 105d diagonally so as to be aligned with the unit 100R along the stacking direction Z so that the cathode gas CG passes through the module end 105.

マニホールドシール部材１０６は、図４に示すように、積層部材の間において、いわゆるマニホールド穴の外縁を封止してガスの漏洩を防止するものある。 As shown in FIG. 4, the manifold seal member 106 seals the outer edge of the so-called manifold hole between the laminated members to prevent gas leakage.

マニホールドシール部材１０６は、アノード側マニホールドシール部材１０４Ｂおよびカソード側マニホールドシール部材１０４Ｄと同様の構成からなる。マニホールドシール部材１０６は、上部集電板１０８と最上部のセルモジュール１００Ｑとの間、積層方向Ｚに沿って隣り合うセルモジュール１００Ｑの間、最下部のセルモジュール１００Ｑと下部集電板１０７との間、下部集電板１０７と下部エンドプレート１０９との間、下部エンドプレート１０９と外部マニホールド１１１との間において、ガスの流入口と流出口の外縁を環状に封止するように配置している。マニホールドシール部材１０６は、例えば、耐熱性およびシール性を有するガラスからなる。 The manifold seal member 106 has the same configuration as the anode side manifold seal member 104B and the cathode side manifold seal member 104D. The manifold seal member 106 is formed between the upper current collector plate 108 and the uppermost cell module 100Q, between the adjacent cell modules 100Q along the stacking direction Z, and between the lowermost cell module 100Q and the lower current collector plate 107. Between the lower current collector plate 107 and the lower end plate 109, and between the lower end plate 109 and the outer manifold 111, the outer edges of the gas inlet and outlet are arranged so as to be sealed in a ring shape. .. The manifold seal member 106 is made of, for example, glass having heat resistance and sealing property.

下部集電板１０７は、図１および図２に示し、ユニット１００Ｒで発電された電力を外部に出力するものである。 The lower current collector plate 107 is shown in FIGS. 1 and 2, and outputs the electric power generated by the unit 100R to the outside.

下部集電板１０７は、スタック１００Ｐの下端に配置している。下部集電板１０７は、ユニット１００Ｒと同様の外形形状からなる。下部集電板１０７は、外部の通電部材と接続される端子１０７ｆを設けている。端子１０７ｆは、下部集電板１０７の外縁を部分的に長手方向Ｙに突出させて形成している。下部集電板１０７は、ガスを透過させない導電性材料からなり、ユニット１００Ｒの発電セル１０１Ｍと対向する領域および端子１０７ｆの部分を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、下部集電板１０７に酸化アルミニウムを固着させて構成する。 The lower current collector plate 107 is arranged at the lower end of the stack 100P. The lower current collector plate 107 has an outer shape similar to that of the unit 100R. The lower current collector plate 107 is provided with a terminal 107f connected to an external current-carrying member. The terminal 107f is formed by partially projecting the outer edge of the lower current collector plate 107 in the longitudinal direction Y. The lower current collector plate 107 is made of a conductive material that does not allow gas to pass through, and is insulated by using an insulating material or a coating except for a region facing the power generation cell 101M of the unit 100R and a portion of the terminal 107f. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the lower current collector plate 107.

下部集電板１０７は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側流入口１０７ａおよびアノード側流出口１０７ｂを対角線上に設けている。下部集電板１０７は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側流入口１０７ｃおよびカソード側流出口１０７ｄを対角線上に設けている。 The lower current collector plate 107 is provided with an anode side inflow port 107a and an anode side outflow port 107b diagonally so as to be aligned with the unit 100R along the stacking direction Z. The lower current collector plate 107 is provided with a cathode side inflow port 107c and a cathode side outflow port 107d diagonally so as to be aligned with the unit 100R along the stacking direction Z.

上部集電板１０８は、図１および図２に示し、ユニット１００Ｒで発電された電力を外部に出力するものである。 The upper current collector plate 108 is shown in FIGS. 1 and 2, and outputs the electric power generated by the unit 100R to the outside.

上部集電板１０８は、スタック１００Ｐの上端に配置している。上部集電板１０８は、下部集電板１０７と同様の外形形状からなる。上部集電板１０８は、外部の通電部材と接続される端子１０８ｆを設けている。端子１０８ｆは、上部集電板１０８の外縁を部分的に長手方向Ｙに突出させて形成している。上部集電板１０８は、下部集電板１０７と異なり、ガスの流入口および排出口を設けていない。上部集電板１０８は、ガスを透過させない導電性材料からなり、ユニット１００Ｒの発電セル１０１Ｍと対向する領域および端子１０８ｆの部分を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、上部集電板１０８に酸化アルミニウムを固着させて構成する。 The upper current collector plate 108 is arranged at the upper end of the stack 100P. The upper current collector plate 108 has the same outer shape as the lower current collector plate 107. The upper current collector plate 108 is provided with a terminal 108f connected to an external current-carrying member. The terminal 108f is formed by partially projecting the outer edge of the upper current collector plate 108 in the longitudinal direction Y. Unlike the lower current collector plate 107, the upper current collector plate 108 is not provided with a gas inlet and outlet. The upper current collector plate 108 is made of a conductive material that does not allow gas to pass through, and is insulated by using an insulating material or a coating except for a region facing the power generation cell 101M of the unit 100R and a portion of the terminal 108f. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the upper current collector plate 108.

下部エンドプレート１０９は、図１および図２に示すように、下部集電板１０７および上部集電板１０８によって挟み込まれたスタック１００Ｐを下方から保持するものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the lower end plate 109 holds the stack 100P sandwiched between the lower current collector plate 107 and the upper current collector plate 108 from below.

下部エンドプレート１０９は、下部集電板１０７の下方に配置している。下部エンドプレート１０９は、ユニット１００Ｒと同様の外形形状からなる。下部エンドプレート１０９は、ユニット１００Ｒよりも十分に厚く形成している。下部エンドプレート１０９は、例えば、金属からなり、下部集電板１０７と接触する上面を、絶縁材によって絶縁している。絶縁材は、例えば、下部エンドプレート１０９に酸化アルミニウムを固着させて構成する。 The lower end plate 109 is arranged below the lower current collector plate 107. The lower end plate 109 has an outer shape similar to that of the unit 100R. The lower end plate 109 is formed to be sufficiently thicker than the unit 100R. The lower end plate 109 is made of, for example, metal, and the upper surface in contact with the lower current collector plate 107 is insulated by an insulating material. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the lower end plate 109.

下部エンドプレート１０９は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側流入口１０９ａおよびアノード側流出口１０９ｂを対角線上に設けている。下部エンドプレート１０９は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側流入口１０９ｃおよびカソード側流出口１０９ｄを対角線上に設けている。 The lower end plate 109 is diagonally provided with an anode side inflow port 109a and an anode side outflow port 109b through which the anode gas AG is passed so that the unit 100R and the unit 100R are aligned relative to each other along the stacking direction Z. The lower end plate 109 is provided with a cathode side inflow port 109c and a cathode side outflow port 109d diagonally so as to be aligned with the unit 100R along the stacking direction Z so that the cathode gas CG passes through the lower end plate 109.

上部エンドプレート１１０は、図１および図２に示すように、下部集電板１０７および上部集電板１０８によって挟み込まれたスタック１００Ｐを上方から保持するものである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the upper end plate 110 holds the stack 100P sandwiched between the lower current collector plate 107 and the upper current collector plate 108 from above.

上部エンドプレート１１０は、上部集電板１０８の上方に配置している。上部エンドプレート１１０は、下部エンドプレート１０９と同様の外形形状からなる。上部エンドプレート１１０は、下部エンドプレート１０９と異なり、ガスの流入口および排出口を設けていない。上部エンドプレート１１０は、例えば、金属からなり、上部集電板１０８と接触する下面を、絶縁材によって絶縁している。絶縁材は、例えば、上部エンドプレート１１０に酸化アルミニウムを固着させて構成する。 The upper end plate 110 is arranged above the upper current collector plate 108. The upper end plate 110 has the same outer shape as the lower end plate 109. Unlike the lower end plate 109, the upper end plate 110 is not provided with a gas inlet and outlet. The upper end plate 110 is made of, for example, metal, and the lower surface in contact with the upper current collector plate 108 is insulated by an insulating material. The insulating material is formed by, for example, fixing aluminum oxide to the upper end plate 110.

外部マニホールド１１１は、図１および図２に示し、外部から複数のユニット１００Ｒにガスを供給するものである。 The external manifold 111 is shown in FIGS. 1 and 2 and supplies gas to a plurality of units 100R from the outside.

外部マニホールド１１１は、下部エンドプレート１０９の下方に配置している。外部マニホールド１１１は、ユニット１００Ｒと同様の外形形状からなる。外部マニホールド１１１は、下部エンドプレート１０９よりも十分に厚く形成している。外部マニホールド１１１は、例えば、金属からなる。 The outer manifold 111 is located below the lower end plate 109. The external manifold 111 has an outer shape similar to that of the unit 100R. The outer manifold 111 is formed to be sufficiently thicker than the lower end plate 109. The outer manifold 111 is made of, for example, metal.

外部マニホールド１１１は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側流入口１１１ａおよびアノード側流出口１１１ｂを対角線上に設けている。外部マニホールド１１１は、ユニット１００Ｒと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソード側流入口１１１ｃおよびカソード側流出口１１１ｄを対角線上に設けている。 The external manifold 111 is diagonally provided with an anode side inflow port 111a and an anode side outflow port 111b through which the anode gas AG is passed so that the units 100R and the unit 100R are aligned relative to each other along the stacking direction Z. The external manifold 111 is provided with the cathode side inflow port 111c and the cathode side outflow port 111d diagonally so as to be aligned with the unit 100R along the stacking direction Z.

以上説明した実施形態の作用効果を説明する。 The effects of the embodiments described above will be described.

燃料電池スタック１００は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と、セパレータ１０２と、を有する。メタルサポートセルアッセンブリー１０１は、電解質１０１Ｓをアノード１０１Ｔとカソード１０１Ｕとで挟んでなり供給されたアノードガスＡＧおよびカソードガスＣＧによって発電する発電セル１０１Ｍと、発電セル１０１Ｍを囲って保持する導電性を備えたセルフレーム１０１Ｗと、を含む。セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と交互に積層し、隣り合うメタルサポートセルアッセンブリー１０１を隔てる。セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆの少なくとも一部が積層方向Ｚに沿って屈折した。 The fuel cell stack 100 includes a metal support cell assembly 101 and a separator 102. The metal support cell assembly 101 has a power generation cell 101M that generates electricity by sandwiching the electrolyte 101S between the anode 101T and the cathode 101U and supplying the anode gas AG and the cathode gas CG, and a conductivity that surrounds and holds the power generation cell 101M. The cell frame 101W and the like are included. The separator 102 is alternately laminated with the metal support cell assembly 101 to separate adjacent metal support cell assemblies 101. At least a part of the outer edge 101f of the cell frame 101W was refracted along the stacking direction Z.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆを積層方向Ｚに沿って屈折させている。すなわち、燃料電池スタック１００は、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆを介して発電セル１０１Ｍが短絡しないように、外縁１０１ｆを屈折させて剛性を保つことによって外縁１０１ｆの変形を抑制することによって外縁１０１ｆを介した通電を阻害している。したがって、燃料電池スタック１００は、導電性を備えたセルフレーム１０１Ｗによって保持された発電セル１０１Ｍを、セパレータ１０２を隔てて積層した場合に、短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, the outer edge 101f of the cell frame 101W is refracted along the stacking direction Z. That is, the fuel cell stack 100 passes through the outer edge 101f by refracting the outer edge 101f to maintain rigidity so that the power generation cell 101M is not short-circuited via the outer edge 101f of the cell frame 101W and suppressing deformation of the outer edge 101f. It is hindering the energization. Therefore, the fuel cell stack 100 can sufficiently prevent a short circuit when the power generation cells 101M held by the conductive cell frame 101W are laminated with the separator 102 interposed therebetween.

特に、かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆを積層方向Ｚに沿って屈折させて剛性を保っていることから、セルフレーム１０１Ｗが高温になって軟化しても変形を抑制することができる。したがって、燃料電池スタック１００は、高温で動作させる必要が有る固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣＧｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）に適用しても、短絡を十分に防止することができる。 In particular, according to the fuel cell stack 100, since the outer edge 101f of the cell frame 101W is refracted along the stacking direction Z to maintain rigidity, deformation is suppressed even if the cell frame 101W becomes hot and softens. can do. Therefore, even if the fuel cell stack 100 is applied to a solid oxide fuel cell (SOFCGold Oxide Fuel Cell) that needs to be operated at a high temperature, a short circuit can be sufficiently prevented.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆを積層方向Ｚに沿って屈折させていることから、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの最端部１０１ｈ（セルフレーム１０１Ｗの厚み部分）を、積層方向Ｚに沿って隣り合う積層部材から離間させることができる。したがって、燃料電池スタック１００は、絶縁層１０１ｉを設けることが難しい最端部１０１ｈを介した短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, since the outer edge 101f of the cell frame 101W is refracted along the stacking direction Z, the outermost end 101h of the outer edge 101f of the cell frame 101W (thick portion of the cell frame 101W) is formed. It can be separated from the adjacent laminated members along the stacking direction Z. Therefore, the fuel cell stack 100 can sufficiently prevent a short circuit via the endmost portion 101h, which is difficult to provide the insulating layer 101i.

燃料電池スタック１００は、少なくとも外縁１０１ｆの屈折した外側の面に絶縁性を備えた絶縁部材（絶縁層１０１ｉ）を有することが好ましい。 The fuel cell stack 100 preferably has an insulating member (insulating layer 101i) having an insulating property on at least the bent outer surface of the outer edge 101f.

かかる燃料電池スタック１００によれば、導電性を備えたセルフレーム１０１Ｗによって保持された発電セル１０１Ｍを、セパレータ１０２を隔てて積層した場合に、絶縁層１０１ｉを用いて短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, when the power generation cells 101M held by the conductive cell frame 101W are laminated with the separator 102 interposed therebetween, the insulating layer 101i can be used to sufficiently prevent a short circuit. can.

燃料電池スタック１００において、セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆにおいて屈折した屈折部１０１ｇをまたぐ領域に絶縁層１０１ｉを設けることが好ましい。 In the fuel cell stack 100, it is preferable that the cell frame 101W is provided with an insulating layer 101i in a region straddling the refracted portion 101g at the outer edge 101f.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆのうち、最初から変形している屈折部１０１ｇの領域が、積層方向Ｚに沿って隣り合う積層部材に接触または近接しても、屈折部１０１ｇをまたぐ領域に設けた絶縁層１０１ｉによって短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, even if the region of the refracting portion 101g that is deformed from the beginning of the outer edge 101f of the cell frame 101W comes into contact with or approaches the adjacent laminated members along the stacking direction Z, it is refracted. A short circuit can be sufficiently prevented by the insulating layer 101i provided in the region straddling the portion 101g.

燃料電池スタック１００において、セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆにおいて屈折した屈折部１０１ｇから最も先端の最端部１０１ｈにいたる領域に絶縁層１０１ｉを設けることが好ましい。 In the fuel cell stack 100, it is preferable that the cell frame 101W is provided with an insulating layer 101i in a region extending from the refracted portion 101g refracted at the outer edge 101f to the most advanced end portion 101h.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆのうち、屈折部１０１ｇから変形量が累積的に大きくなる最端部１０１ｈにいたる領域が、積層方向Ｚに沿って隣り合う積層部材に接触または近接しても、屈折部１０１ｇから最端部１０１ｈにいたる領域まで設けた絶縁層１０１ｉによって短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, a region of the outer edge 101f of the cell frame 101W from the refracting portion 101g to the end end portion 101h where the amount of deformation is cumulatively increased is formed on the laminated members adjacent to each other along the stacking direction Z. Even if they come into contact with each other or come close to each other, a short circuit can be sufficiently prevented by the insulating layer 101i provided from the refracting portion 101g to the endmost portion 101h.

燃料電池スタック１００において、セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆの屈折した屈折部１０１ｇから発電セル１０１Ｍにいたる領域に絶縁層１０１ｉを設けることが好ましい。 In the fuel cell stack 100, it is preferable that the cell frame 101W is provided with an insulating layer 101i in a region extending from the refracted refracted portion 101g of the outer edge 101f to the power generation cell 101M.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆから発電セル１０１Ｍにいたる領域が、積層方向Ｚに沿って隣り合う積層部材に接触または近接しても、屈折部１０１ｇから発電セル１０１Ｍにいたる領域まで設けた絶縁層１０１ｉによって短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, even if the region from the outer edge 101f of the cell frame 101W to the power generation cell 101M contacts or approaches the adjacent laminated members along the stacking direction Z, the refracting portion 101g becomes the power generation cell 101M. A short circuit can be sufficiently prevented by the insulating layer 101i provided up to every region.

燃料電池スタック１００において、セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆを積層方向Ｚに沿って隣り合う他のセルフレーム１０１Ｗまでの距離よりも短い長さで屈折させることが好ましい。 In the fuel cell stack 100, the cell frame 101W preferably refracts the outer edge 101f with a length shorter than the distance to other adjacent cell frames 101W along the stacking direction Z.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの最端部１０１ｈが、積層方向Ｚに沿って隣り合う他のセルフレーム１０１Ｗに接触すること防止して、短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, the outermost end 101h of the outer edge 101f of the cell frame 101W is prevented from coming into contact with other adjacent cell frames 101W along the stacking direction Z to sufficiently prevent a short circuit. Can be done.

燃料電池スタック１００において、セルフレーム１０１Ｗは、外縁１０１ｆを０°以上であって９０°未満の角度で屈折させることが好ましい。 In the fuel cell stack 100, the cell frame 101W preferably refracts the outer edge 101f at an angle of 0 ° or more and less than 90 °.

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの最端部１０１ｈが、積層方向Ｚに沿って隣り合う他のセルフレーム１０１Ｗに接触すること防止して、短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, the outermost end 101h of the outer edge 101f of the cell frame 101W is prevented from coming into contact with other adjacent cell frames 101W along the stacking direction Z to sufficiently prevent a short circuit. Can be done.

燃料電池スタック１００において、図６Ｂに示すように、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの屈折した部分に隣接して設け、積層方向Ｚに沿って外縁１０１ｆを支持する支持部（セパレータ１０２の第１のリブ１０２ｓおよび第２のリブ１０２ｔ）を有することが好ましい。 In the fuel cell stack 100, as shown in FIG. 6B, a support portion (first rib of the separator 102) provided adjacent to the bent portion of the outer edge 101f of the cell frame 101W and supporting the outer edge 101f along the stacking direction Z. It is preferable to have 102s and a second rib 102t).

かかる燃料電池スタック１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの片持ち梁となる長さを短縮することができる。したがって、燃料電池スタック１００は、短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, the length of the cantilever beam of the outer edge 101f of the cell frame 101W can be shortened. Therefore, the fuel cell stack 100 can sufficiently prevent a short circuit.

燃料電池スタック１００において、図６Ｂに示すように、支持部は、積層部材（セパレータ１０２）に形成したリブ（第１のリブ１０２ｓおよび第２のリブ１０２ｔ）であることが好ましい。 In the fuel cell stack 100, as shown in FIG. 6B, the support portion is preferably ribs (first rib 102s and second rib 102t) formed on the laminated member (separator 102).

かかる燃料電池スタック１００によれば、装置のサイズを大きくすることなく、セルフレーム１０１Ｗの外縁１０１ｆの片持ち梁となる長さを短縮することができる。したがって、燃料電池スタック１００は、短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, the length of the cantilever beam of the outer edge 101f of the cell frame 101W can be shortened without increasing the size of the device. Therefore, the fuel cell stack 100 can sufficiently prevent a short circuit.

燃料電池スタック１００において、図６Ｂに示すように、第１のリブ１０２ｓと第２のリブ１０２ｔの間の部分において外縁１０１ｆと積層部材（セパレータ１０２）を接合することが好ましい。 In the fuel cell stack 100, as shown in FIG. 6B, it is preferable to join the outer edge 101f and the laminated member (separator 102) at a portion between the first rib 102s and the second rib 102t.

かかる燃料電池スタック１００によれば、第１のリブ１０２ｓと第２のリブ１０２ｔの間において、外縁１０１ｆとセパレータ１０２の剛性を確保することができ、スタッキング荷重に起因する圧縮変形を抑制することができる。したがって、燃料電池スタック１００は、短絡を十分に防止することができる。 According to the fuel cell stack 100, the rigidity of the outer edge 101f and the separator 102 can be ensured between the first rib 102s and the second rib 102t, and the compression deformation due to the stacking load can be suppressed. can. Therefore, the fuel cell stack 100 can sufficiently prevent a short circuit.

そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。 In addition, the present invention can be modified in various ways based on the configurations described in the claims, and these are also within the scope of the present invention.

実施形態において、燃料電池スタック１００は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ，Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）として説明したが、固体高分子膜形燃料電池（ＰＥＭＦＣ、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ、Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）または溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ、Ｍｏｌｔｅｎ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）として構成してもよい。すなわち、燃料電池スタックは、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）に加えて、固体高分子膜形燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）または溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）に適用することができる。 In the embodiment, the fuel cell stack 100 has been described as a solid oxide fuel cell (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell), but a solid polymer film fuel cell (PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), a phosphoric acid fuel cell. It may be configured as a battery (PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell) or a molten carbonate fuel cell (MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell). That is, the fuel cell stack can be a solid oxide fuel cell (SOFC), a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), or a molten carbonate fuel cell (MCFC). Can be applied.

燃料電池スタック１００のセルフレーム１０１Ｗは、長手方向Ｙに沿った両端または片端、短手方向Ｘに沿った両端または片端において、外縁１０１ｆを積層方向Ｚに沿ってセパレータ１０２の側に屈折させ、外縁１０１ｆの屈折した外方に臨む面に絶縁層１０１ｉを設けることができる。 In the cell frame 101W of the fuel cell stack 100, the outer edge 101f is refracted toward the separator 102 along the stacking direction Z at both ends or one end along the longitudinal direction Y and at both ends or one end along the lateral direction X, and the outer edge is bent. The insulating layer 101i can be provided on the surface of 101f facing the outside.

１００ 燃料電池スタック、
１００Ｐ スタック、
１００Ｑ セルモジュール、
１００Ｒ ユニット、
１０１ メタルサポートセルアッセンブリー（発電セルアッセンブリー）、
１０１Ｍ 発電セル、
１０１Ｎ メタルサポートセル、
１０１Ｓ 電解質、
１０１Ｔ アノード（燃料極）、
１０１Ｕ カソード（酸化剤極）、
１０１Ｖ サポートメタル、
１０１Ｗ セルフレーム、
１０１ｅ 開口部、
１０１ｆ 外縁、
１０１ｇ 屈折部、
１０１ｈ 最端部、
１０１ｉ 絶縁層（絶縁部材）、
１０２ セパレータ（積層部材）、
１０２Ｌ 流路部、
１０２ｓ 第１のリブ（支持部）、
１０２ｔ 第２のリブ（支持部）、
１０２ｘ 平坦部、
１０２ｙ アノード側突起、
１０２ｚ カソード側突起、
１０３ 集電補助層、
１０４ 封止部、
１０４Ａ アノード側外縁シール部材、
１０４Ｂ アノード側マニュホールドシール部材、
１０４Ｃ カソード側外縁シール部材、
１０４Ｄ カソード側マニュホールドシール部材、
１０５ モジュールエンド、
１０６ マニホールドシール部材、
１０７ 下部集電板、
１０７ｆ 端子、
１０８ 上部集電板、
１０８ｆ 端子、
１０９ 下部エンドプレート、
１１０ 上部エンドプレート、
１１１ 外部マニホールド、
１０１ａ，１０２ａ，１０５ａ，１０７ａ，１０９ａ，１１１ａ，２０２ａ アノード側流入口、
１０１ｂ，１０２ｂ，１０５ｂ，１０７ｂ，１０９ｂ，１１１ｂ アノード側流出口、
１０１ｃ，１０２ｃ，１０５ｃ，１０７ｃ，１０９ｃ，１１１ｃ，３０２ｃ カソード側流入口、
１０１ｄ，１０２ｄ，１０５ｄ，１０７ｄ，１０９ｄ，１１１ｄ カソード側流出口、
Ｓ 溶接部、
Ｍ シール溝、
Ｎ リブ、
Ｌ 折返し長さ、
ＡＧ アノードガス
ＣＧ カソードガス
Ｘ （燃料電池スタック１００の）短手方向、
Ｙ （燃料電池スタック１００の）長手方向、
Ｚ （燃料電池スタック１００の）高さ方向。 100 fuel cell stack,
100P stack,
100Q cell module,
100R unit,
101 Metal Support Cell Assembly (Power Generation Cell Assembly),
101M power generation cell,
101N metal support cell,
101S electrolyte,
101T anode (fuel electrode),
101U cathode (oxidizing agent electrode),
101V support metal,
101W cell frame,
101e opening,
101f outer edge,
101g refractor,
101h end,
101i Insulation layer (insulation member),
102 Separator (laminated member),
102L flow path,
102s 1st rib (support part),
102t 2nd rib (support part),
102x flat part,
102y Anode side protrusion,
102z Cathode side protrusion,
103 Current collector auxiliary layer,
104 Seal,
104A Anode side outer edge seal member,
104B Anode side manifold seal member,
104C Cathode side outer edge seal member,
104D Cathode side manifold seal member,
105 module end,
106 Manifold seal member,
107 Lower current collector plate,
107f terminal,
108 Upper current collector plate,
108f terminal,
109 Lower end plate,
110 top end plate,
111 external manifold,
101a, 102a, 105a, 107a, 109a, 111a, 202a Anode side inlet,
101b, 102b, 105b, 107b, 109b, 111b Anode side outlet,
101c, 102c, 105c, 107c, 109c, 111c, 302c Cathode side inlet,
101d, 102d, 105d, 107d, 109d, 111d Cathode side outlet,
S weld,
M seal groove,
N rib,
L Folded length,
AG Anode gas CG Cathode gas X (of fuel cell stack 100) Short direction,
Y Longitudinal (of fuel cell stack 100),
Z Height direction (of fuel cell stack 100).

Claims (7)

電解質を燃料極と酸化剤極とで挟んでなり供給されたガスによって発電する発電セルと金属からなり前記発電セルを囲って保持する導電性を備えたセルフレームとを含む発電セルアッセンブリーと、
前記発電セルアッセンブリーと交互に積層し、隣り合う前記発電セルアッセンブリーを隔てるセパレータと、
積層方向に沿って前記セルフレームの外縁を支持する支持部と、を有し、
前記セルフレームは、前記外縁の少なくとも一部が積層方向に沿って上向きに屈折し、かつ、前記外縁は積層方向に沿って隣り合う他の前記セルフレームまでの距離よりも短い長さで屈折し、
前記支持部は、前記セルフレームの前記外縁の屈折した部分に隣接して設け、かつ、積層部材に形成したリブである燃料電池スタック。 A power generation cell assembly including a power generation cell in which an electrolyte is sandwiched between a fuel electrode and an oxidant electrode to generate power by a supplied gas, and a cell frame made of metal and having a conductivity that surrounds and holds the power generation cell.
A separator that is alternately laminated with the power generation cell assembly and separates the adjacent power generation cell assemblies,
It has a support portion that supports the outer edge of the cell frame along the stacking direction, and has.
The cell frame has at least a portion of the outer edge is refracted upward along the stacking direction, and said outer edge is refracted at a length shorter than the distance to other of said cell frames adjacent to each other along the stacking direction ,
The support portion is a fuel cell stack which is a rib formed in a laminated member and is provided adjacent to a bent portion of the outer edge of the cell frame. 少なくとも前記外縁の屈折した外側の面に絶縁性を備えた絶縁部材を、さらに有する、請求項１に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1, further comprising an insulating member having an insulating property on at least the bent outer surface of the outer edge. 前記セルフレームは、前記外縁において屈折した屈折部をまたぐ領域に前記絶縁部材を設けた、請求項２に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 2, wherein the cell frame is provided with the insulating member in a region straddling a refracted portion at the outer edge. 前記セルフレームは、前記外縁において屈折した屈折部から最も先端の最端部にいたる領域に前記絶縁部材を設けた、請求項２または３に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 2 or 3, wherein the cell frame is provided with the insulating member in a region extending from a refracted portion bent at the outer edge to the most extreme end portion. 前記セルフレームは、前記外縁の屈折した屈折部から前記発電セルにいたる領域に前記絶縁部材を設けた、請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 2 to 4, wherein the cell frame is provided with the insulating member in a region extending from a refracted portion of the outer edge to the power generation cell. 前記セルフレームは、前記外縁が０°以上であって９０°未満の角度で屈折した、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 5, wherein the cell frame is bent at an angle of 0 ° or more and less than 90 ° at the outer edge. 第１の前記リブと第２の前記リブの間の部分において前記外縁と前記積層部材を接合した、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 6 , wherein the outer edge and the laminated member are joined at a portion between the first rib and the second rib.
JP2017156060A 2017-08-10 2017-08-10 Fuel cell stack Active JP6933039B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017156060A JP6933039B2 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Fuel cell stack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017156060A JP6933039B2 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Fuel cell stack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019036442A JP2019036442A (en) 2019-03-07
JP6933039B2 true JP6933039B2 (en) 2021-09-08

Family

ID=65637796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017156060A Active JP6933039B2 (en) 2017-08-10 2017-08-10 Fuel cell stack

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6933039B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7330718B2 (en) 2019-02-28 2023-08-22 三菱重工業株式会社 Gas turbine plant and its exhaust carbon dioxide recovery method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3466960B2 (en) * 1999-05-20 2003-11-17 東京瓦斯株式会社 Flat cell with holding thin frame and fuel cell using the same
JP4737935B2 (en) * 2004-01-16 2011-08-03 日本特殊陶業株式会社 Solid electrolyte fuel cell
JP4779488B2 (en) * 2005-07-26 2011-09-28 日産自動車株式会社 Solid oxide fuel cell and stack structure
JP2007115481A (en) * 2005-10-19 2007-05-10 Nissan Motor Co Ltd Solid oxide fuel cell board
JP5110345B2 (en) * 2006-04-03 2012-12-26 日産自動車株式会社 Stack structure of solid oxide fuel cell
JP5170815B2 (en) * 2006-07-04 2013-03-27 日産自動車株式会社 Solid oxide fuel cell unit and stack
JP5083644B2 (en) * 2006-09-01 2012-11-28 日産自動車株式会社 Stack structure and fuel cell
JP5286895B2 (en) * 2008-04-04 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 Single cell assembly and fuel cell
JP2010021038A (en) * 2008-07-11 2010-01-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Solid oxide fuel cell stack
JP5751978B2 (en) * 2011-08-02 2015-07-22 日本特殊陶業株式会社 Fuel cell unit and fuel cell stack
JP6442364B2 (en) * 2015-06-10 2018-12-19 日本特殊陶業株式会社 Electrochemical reaction unit and fuel cell stack
US10707497B2 (en) * 2015-07-03 2020-07-07 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019036442A (en) 2019-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020009744A (en) Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
JP7009828B2 (en) Insulation material used in fuel cell stacks and fuel cell stacks
CN107534167B (en) Fuel cell power generation unit and fuel cell stack
JP6667278B2 (en) Electrochemical reaction cell stack
JP6933039B2 (en) Fuel cell stack
JP6926808B2 (en) Fuel cell stack cell structure and fuel cell cell deflection regulation method
JP7035367B2 (en) Fuel cell unit, fuel cell stack and fuel cell
JP6118230B2 (en) Fuel cell stack
JP6933040B2 (en) Fuel cell stack
JP2019192363A (en) Cell unit and metal support cell reinforcing method
US11069915B2 (en) Spring member, fuel cell unit, and fuel cell stack
JP6806256B2 (en) Fuel cell stack
JP6919709B2 (en) Fuel cell cell structure and fuel cell system
JP6927309B2 (en) Fuel cell stack structure and thermal strain absorption method for fuel cell stack
JP2019200878A (en) Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
JP7194070B2 (en) Electrochemical reaction cell stack
JP7261210B2 (en) Gas passage member and electrochemical reaction cell stack structure
JP6854355B2 (en) How to manufacture spring members, fuel cell units, fuel cell stacks and fuel cell stacks
JPWO2018167845A1 (en) Flat plate type electrochemical cell stack
JP2018014246A (en) Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
JP2019216041A (en) Cell unit of solid oxide fuel cell and solid oxide fuel cell
JP2023078773A (en) Electrochemical reaction cell stack
KR101270853B1 (en) A separator assembly for fuel cell
JP2023139360A (en) complex
KR20140072416A (en) Metal-supported unit cell module of solid oxide fuel cell and stack structure of solid oxide fuel cell with the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210628

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210802

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6933039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151