JPH06223845A

JPH06223845A - 燃料電池

Info

Publication number: JPH06223845A
Application number: JP50A
Authority: JP
Inventors: Isanori Akagi; 功典赤木
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】セルを冷却するための構成を合理的に改良す
ることにより、耐久性の向上を図り、且つ、燃料電池の
コストを低減する。【構成】燃料電池のセルＣの複数個と、酸素極２に臨
む側に酸素含有ガス流路ｓを形成すべく配置され且つ導
電性部分を備えた酸素側ガス通路構成材Ｂｓの複数個
と、燃料極３に臨む側に燃料ガス流路ｆを形成すべく配
置され且つ導電性部分を備えた燃料側ガス通路構成材Ｂ
ｆの複数個とが、隣合うセルＣ，Ｃ同士を両種のガス通
路構成材Ｂｓ，Ｂｆにて導電状態に接続する状態で、積
層状態に並置され、隣合うセルＣ，Ｃ間に冷却用流体が
通流する冷却部Ｒを備えた燃料電池において、冷却部Ｒ
が、セルＣのほぼ全面に対向する一対の板状部をセルＣ
の積層方向両端側に備え、且つ、導電性及び良熱伝導性
を備えるように形成された本体部Ｒ１と、その本体部Ｒ
１の内部に電気的に絶縁状態に配置される冷却用流体の
案内部Ｒ２とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解質層の一方の面に
酸素極を且つ他方の面に燃料極を付設した燃料電池のセ
ルの複数個と、前記酸素極に臨む側に酸素含有ガス流路
を形成すべく配置され且つ導電性部分を備えた酸素側ガ
ス通路構成材の複数個と、前記燃料極に臨む側に燃料ガ
ス流路を形成すべく配置され且つ導電性部分を備えた燃
料側ガス通路構成材の複数個とが、隣合うセル同士を前
記両種のガス通路構成材にて導電状態に接続する状態
で、積層状態に並置され、隣合うセル間に冷却用流体が
通流する冷却部を備えた燃料電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃料電池において、従来は、図９
に示すように、隣合うセルＣ，Ｃ間に設ける冷却部Ｒ
を、セルＣのほぼ全面に対向する状態で且つ隣合うセル
Ｃと酸素側ガス通路構成材Ｂｓとを導電状態に接続する
状態で配置される、気体の通流を許容する形状に形成さ
れた柔軟性導電材５１と、その柔軟性導電材５１中にセ
ルＣ及び酸素側ガス通路構成材Ｂｓと非接触状態で設け
られる、冷却用流体の案内部５２とから構成していた。
又、冷却部Ｒに隣合う燃料側ガス通路構成材Ｂｆは、前
記柔軟性導電材５１中を燃料ガスを通流させるようにし
て構成していた。尚、図７中のｓは酸素含有ガス流路、
ｆは燃料ガス流路である。そして、柔軟性導電材５１に
より、セルＣ，Ｃ同士を導電状態に接続するとともに、
冷却用流体の案内部５２がセルＣ及び酸素側ガス通路構
成材Ｂｓに接触している状態において起こり得るセルＣ
に対する熱衝撃を防止しながら、冷却用流体の案内部５
２により、冷却部Ｒの両側に隣接するセルＣを冷却して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、柔軟性導電
材は、気体の通流を許容し且つ柔軟性を有する状態に形
成されているので、無数の空隙を有している。従って、
柔軟性導電材は、熱伝導性が悪いものとなっている。上
記従来の燃料電池では、セルと冷却用流体の案内部との
間に、熱伝導性の悪い柔軟性導電材が介在する状態とな
っているので、セルの全体にわたって均一に冷却できな
いため、セルに大きな温度分布が生じていた。従って、
セルには、その温度分布が起因となって熱応力が発生す
るため、耐久性の面で改善の余地があった。又、柔軟性
導電材を流れる電流が冷却用流体の案内部に漏れるのを
防止するために、冷却用流体の案内部の表面に絶縁処理
を施す等により、柔軟性導電材と冷却用流体の案内部と
の間を電気的に絶縁する必要があり、冷却用流体の案内
部の構成が複雑となり、その結果、燃料電池のコストが
高くなるという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、セルを冷却するための構成を合
理的に改良することにより、耐久性の向上を図り、且
つ、コストを低減することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による燃料電池の
第１の特徴構成は、前記冷却部が、前記セルのほぼ全面
に対向する一対の板状部を前記セルの積層方向両端側に
備え、且つ、導電性及び良熱伝導性を備えるように形成
された本体部と、その本体部の内部に電気的に絶縁状態
に配置される冷却用流体の案内部とから構成されている
点にある。

【０００６】第２の特徴構成は、第１の特徴構成を実施
する際の好ましい具体構成を示すものであって、前記本
体部は、前記一対の板状部を形成するための導電性及び
良熱伝導性を備えた一対の板体と、導電性及び良熱伝導
性を備え且つ前記一対の板体の間に配置される複数の間
隔保持部材と、隣合う間隔保持部材の間に設けられる絶
縁部材とから構成され、前記案内部が、前記絶縁部材中
に設けられている点にある。

【０００７】第３の特徴構成は、前記酸素側ガス通路構
成材又は前記燃料側ガス通路構成材は、気体の通流を許
容する形状に形成された柔軟性導電材を、前記セルと前
記冷却部における前記板状部との間に設けて構成されて
いる点にある。

【０００８】

【作用】第１の特徴構成によれば、冷却部の本体部によ
り、隣合うセル同士を導電状態に接続する。又、本体部
は良熱伝導性を備えているため、セルで発生した熱は、
セルのほぼ全面に対向する板状部を速やかに伝導して冷
却用流体の案内部に伝導するので、板状部には温度分布
が生じない。従って、冷却用流体の案内部により、冷却
部の両側に隣接するセルを均一に冷却することができ
る。又、冷却用流体の案内部は、本体部の内部に電気的
に絶縁状態に配置されるので、即ち、本体部と非接触状
態で配置されるので、冷却用流体の案内部が本体部に接
触している状態において起こり得るセルに対する熱衝撃
を防止できるとともに、本体部を流れる電流が冷却用流
体の案内部に漏れるのを確実に防止することができる。

【０００９】第２の特徴構成によれば、一対の板体とそ
の一対の板体の間に配置される複数の間隔保持部材とに
より、隣合うセル同士を導電状態に接続する。又、セル
で発生した熱は、セルのほぼ全面に対向する板体、及
び、間隔保持部材を速やかに伝導して冷却用流体の案内
部に伝導するので、板体には温度分布が生じない。従っ
て、冷却用流体の案内部により、冷却部の両側に隣接す
るセルを均一に冷却することができる。又、冷却用流体
の案内部は、絶縁部材中に設けられているので、即ち、
板体及び間隔保持部材と非接触状態であるので、冷却用
流体の案内部が板体及び間隔保持部材に接触している状
態において起こり得るセルに対する熱衝撃を防止できる
とともに、板体及び間隔保持部材を流れる電流が冷却用
流体の案内部に漏れるのを確実に防止することができ
る。従って、電流が冷却用流体の案内部に漏れることに
より生じる電食（電気化学的腐食）を確実に防止でき
る。更に、絶縁部材の厚さを調整することにより、セル
の温度、あるいは、案内部から流出する冷却用流体の温
度を調整することができる。

【００１０】第３の特徴構成によれば、燃料電池の運転
状態において、燃料電池の温度が上昇してセルに反りが
発生しても、柔軟性導電材の柔軟性により、柔軟性導電
材とセル、及び、柔軟性導電材と板状部との接触状態を
良好に維持できる。尚、柔軟性導電材は熱伝導性が悪い
が、板状部は良熱伝導性を備えていて温度分布が生じな
いので、セルを均一に冷却することができる。

【００１１】

【発明の効果】従って、本発明によれば、冷却用流体の
案内部により、冷却部の両側に隣接するセルを均一に冷
却することができるので、セルの温度分布を抑制するこ
とができるようになり、その結果、セルに熱応力が発生
するのを防止できて、耐久性を向上することができるよ
うになった。又、従来の如き、冷却用流体の案内部の表
面に絶縁処理を施すといった複雑な構成によることな
く、セル間を流れる電流が冷却用流体の案内部に漏れる
のを防止することができるので、燃料電池のコストを、
従来に比して低減することができるようになった。

【００１２】更に、第２の特徴構成によれば、絶縁部材
の厚さを調整することにより、セルの温度、或いは、案
内部から流出する冷却用流体の温度を調整することがで
きるので、セルの温度を所定の温度に維持することがで
きるとともに、冷却用流体を用いて排熱回収する場合に
おいて、冷却用流体の温度を利用しやすい温度に調整す
ることができるようになった。

【００１３】更に、第３の特徴構成によれば、燃料電池
の温度上昇に伴うセルの反りに起因して、セルと板状部
との接触状態が損なわれて、燃料電池の内部抵抗が増大
するのを、確実に防止することができるようになった。

【００１４】

【実施例】

〔第１実施例〕以下、第１実施例を図１ないし図４に基
づいて説明する。先ず、図１に基づいて、燃料電池のセ
ルＣの構成について説明する。

【００１５】平面形状が矩形の板状固体電解質層１の一
方の面に膜状又は板状の酸素極２を、且つ、他方の面に
膜状又は板状の燃料極３を、夫々全面又はほぼ全面にわ
たって一体的に貼り付けた状態で付設して、酸素極２と
燃料極３とから起電力を得るための平面形状が矩形の三
層板状体形状の燃料電池のセルＣを形成してある。固体
電解質層１は、３モル％程度のＹｔを固溶させた正方晶
のＺｒＯ₂、その他適当なものから成り、酸素極２はＬ
ａＭｎＯ₃、その他適当なものから成り、、又、燃料極
３はＮｉとＺｒＯ₂のサーメット、その他適当なものか
ら成る。

【００１６】セルＣの酸素極２側に、一対の凸条部１１
ａを有する導電性セパレータ１１を、凸条部１１ａをそ
の全長にわたり酸素極２に貼り付けることにより、矩形
板状のセルユニットＵを形成してあり、これによって、
酸素極２と導電性セパレータ１１との間を酸素含有ガス
流路ｓとしてある。即ち、導電性セパレータ１１は、酸
素極２に臨む側に酸素含有ガス流路ｓを形成すべく配置
する酸素側ガス通路構成材Ｂｓに相当する。導電性セパ
レータ１１は、酸化と還元とに対する耐性に優れたＬａ
ＣｒＯ₃、その他適当なものから成る。

【００１７】そして、セルユニットＵの一側縁にセルＣ
と導電性セパレータ１１とにより形成される開口部を、
酸素含有ガス流路入口ｓｉとし、前記一側縁に向かい合
う側縁にセルＣと導電性セパレータ１１とにより形成さ
れる開口部を、酸素含有ガス流路出口ｓｏとしてある。

【００１８】酸素含有ガス流路ｓには、酸素側導電材１
２を、ほぼ等間隔で平行に、且つ、酸素極２と導電性セ
パレータ１１とに密着させて並設してあり、酸素極２か
らセル端子としての導電性セパレータ１１への電気通路
断面積を大きくしてある。酸素側導電材１２は、耐熱
性、耐酸化性に優れたＬａＭｎＯ₃、その他適当なもの
から成る。

【００１９】次に、図１に基づいて、矩形板状のセルユ
ニットＵの複数を積層状態に並置したセル集積群ＮＣの
構成について説明する。

【００２０】セルユニットＵにおいて、導電性セパレー
タ１１により酸素含有ガス流路ｓが閉じられている方の
一対の側面夫々に、セルユニットＵとほぼ同一厚さでセ
ルユニットＵより長尺の第１柱状体１３及び第２柱状体
１４夫々を密着させるとともに、互いに同一厚さでセル
ユニットＵより長尺の第３柱状体１５及び第４柱状体１
６夫々を、酸素含有ガス流路ｓの入口ｓｉ及び出口ｓｏ
が開口されている方のセルユニットＵの一対の縁部夫々
に密着させ、且つ、第１柱状体１３及び第２柱状体１４
夫々の両端部に、第３柱状体１５及び第４柱状体１６夫
々の両端部を重ねて密着させてある。更に、それら第３
柱状体１５及び第４柱状体１６の上にセルユニットＵと
第１柱状体１３及び第２柱状体１４とを重ねるといった
ことを繰り返すことにより、セル集積群ＮＣを構成して
ある。

【００２１】隣接するセルユニットＵ，Ｕ間夫々に、気
体の通流を許容する形状に形成された柔軟性導電材１７
を充填してあり、もって、隣接するセルユニットＵ，Ｕ
間夫々を、両側が第３柱状体１５及び第４柱状体１６と
により仕切られた燃料ガス流路ｆとしてある。即ち、第
３柱状体１５及び第４柱状体１６、及び、柔軟性導電材
１７により、燃料極３に臨む側に燃料ガス流路ｆを形成
すべく配置する燃料側ガス通路構成材Ｂｆを構成してあ
る。柔軟性導電材１７は、耐熱性、耐還元性に優れたＮ
ｉのフェルト状材、その他適当なものから成る。

【００２２】そして、隣接する第１柱状体１３，１３と
第３柱状体１５及び第４柱状体１６とにより形成される
開口と、隣接する第２柱状体１４，１４と第３柱状体１
５及び第４柱状体１６とにより形成される開口との両開
口のうちの一方を燃料ガス流路入口ｆｉ、他方を燃料ガ
ス流路出口ｆｏとするようにしてある。

【００２３】即ち、セルＣの複数個と、酸素側ガス通路
構成材Ｂｓの複数個と、燃料側ガス通路構成材Ｂｆの複
数個とを、隣合うセルＣ，Ｃ同士を両種のガス通路構成
材Ｂｓ，Ｂｆにて導電状態に接続する状態で、積層状態
に並置してある。

【００２４】次に、図１ないし図３に基づいて、冷却部
Ｒについて説明する

【００２５】図１に示すように、隣合うセルＣ，Ｃ間の
二つおきに、冷却用流体が通流する冷却部Ｒを設けてあ
る。具体的には、隣接するセルユニットＵ，Ｕ間に充填
される柔軟性導電材１７に代えて、冷却部Ｒを設けてあ
る。冷却部Ｒは、セルＣのほぼ全面に対向する一対の板
状部Ｐ，ＰをセルＣの積層方向両端部に備え、且つ、導
電性及び良熱伝導性を備えるように形成した本体部Ｒ１
と、その本体部Ｒ１の内部に電気的に絶縁状態に配置す
る冷却用流体の案内部Ｒ２とから構成してある。

【００２６】本体部Ｒ１について説明を加える。本体部
Ｒ１は、一対の板状部Ｐ，Ｐを形成するための導電性及
び良熱伝導性を備えた一対の板体４，４と、導電性及び
良熱伝導性を備え且つ一対の板体４，４の間に配置する
複数の間隔保持部材５と、隣合う間隔保持部材５，５の
間に設ける絶縁部材６とから構成してある。冷却用流体
の案内部Ｒ２について説明を加える。案内部Ｒ２は、具
体的には、冷却用流体としての水が通流する蛇行状の水
冷管７により構成してある。その水冷管７を絶縁部材６
中に設けてあり、もって、水冷管７を本体部Ｒ１の内部
に電気的に絶縁状態に配置してある。

【００２７】板体４は、導電性及び良熱伝導性を備えた
Ｎｉの板材、その他適当なものから成り、間隔保持部材
５は、Ｎｉの板材を波状に成形した波形材、その他適当
なものから成る。波状の間隔保持部材５の両側の山部分
夫々を、両側の板体４，４夫々に接触させる状態で設け
てあり、もって、一対の板体４，４間を間隔保持部材５
を介して電流が流れるように構成してある。絶縁部材６
はアルミナセラミックス、アスベスト等の耐熱性の絶縁
材から成る。

【００２８】更に、セルＣの燃料極３と板体４との間、
及び、導電性セパレータ１１と板体４との間の夫々に
は、気体の通流を許容する形状に形成された柔軟性導電
材８，９の夫々を設けてある。即ち、燃料ガスが柔軟性
導電材８を通流するようにしてあり、燃料側ガス通路構
成材Ｂｆを、柔軟性導電材８にて構成してある。柔軟性
導電材８，９は、耐熱性、耐還元性に優れたＮｉのフェ
ルト状材、その他適当なものから成る。

【００２９】即ち、柔軟性導電材８、板体４、間隔保持
部材５、板体４、柔軟性導電材９にて一連の導電経路を
形成するようにしてあり、その導電経路にて、隣合うセ
ルＣ，Ｃ同士を導電状態に接続するように構成してあ
る。

【００３０】図４に示すように、上述の如く構成したセ
ル集積群ＮＣの二つを、互いの燃料流路出口ｆｏの設置
側の側面を対向させる状態で並置し、その対向部におい
て、両端が開口した風胴１８の両端夫々を、セル集積群
ＮＣ夫々に気密状態で接続してある。もって、風胴１８
の内部を、燃料ガス流路出口ｆｏ夫々に連通する燃料ガ
ス排出路Ｈｆとし、且つ、その燃料ガス排出路Ｈｆを両
側のセル集積群ＮＣ，ＮＣが共有する状態としてある。

【００３１】セル集積群ＮＣ夫々における酸素含有ガス
流路入口ｓｉの設置側の側面に、一側面が開口する風胴
１９夫々を、その開口を臨ませる状態で気密状態に接続
してある。もって、風胴１９の内部を、酸素含有ガス流
路入口ｓｉ夫々に連通する酸素含有ガス供給路Ｋｓとし
てある。又、セル集積群ＮＣ夫々における酸素含有ガス
流路出口ｓｏの設置側の側面に、一側面が開口する風胴
２０夫々を、その開口を臨ませる状態で気密状態に接続
してある。もって、風胴２０の内部を、酸素含有ガス流
路出口ｓｏ夫々に連通する酸素含有ガス排出路Ｈｓとし
てある。そして、上述のように並置した二つのセル集積
群ＮＣを、箱状体Ａの内部に配設してある。燃料ガス流
路入口ｆｉ夫々は、箱状体Ａの内部に臨む状態であり、
箱状体Ａの内部をもって、燃料ガス供給路Ｋｆとしてあ
る。

【００３２】水冷管７の入口部夫々を、燃料ガス流路入
口ｆｉからセル集積群ＮＣの外部に導出するようにして
あり、一方、水冷管７の出口部夫々を、燃料ガス流路出
口ｆｏからセル集積群ＮＣの外部に導出するようにして
ある。そして、各水冷管７の入口部夫々を給水ヘッダ２
１夫々に接続してあり、両側のセル集積群ＮＣ夫々の水
冷管７の出口部夫々を、一本の排水ヘッダ２２に接続し
てある。

【００３３】〔第２実施例〕以下、第２実施例を図５に
基づいて説明する。図５中のＣは、上記第１実施例と同
様に構成した燃料電池のセルであり、そのセルＣの複数
個と、酸素側ガス通路構成材Ｂｓの複数個と、燃料側ガ
ス通路構成材Ｂｆの複数個とを、隣合うセルＣ，Ｃ同士
を両種のガス通路構成材Ｂｓ，Ｂｆにて導電状態に接続
する状態で積層状態に並置して、セル集積群ＮＣを構成
してある。

【００３４】酸素側ガス通路構成材Ｂｓについて、説明
を加える。セルＣの酸素極２側に、複数個の凹溝を並行
する状態に形成された導電性多溝部材３１を、前記凹溝
の開口部を酸素極２に臨ませる状態で付設し、前記凹溝
を酸素含有ガス流路ｓとしてある。即ち、導電性多溝部
材３１は、酸素極２に臨む側に酸素含有ガス流路ｓを形
成すべく配置する酸素側ガス通路構成材Ｂｓに相当す
る。

【００３５】燃料側ガス通路構成材Ｂｆについて、説明
を加える。セルＣの燃料極３側に、複数個の凹溝を並行
する状態に形成された導電性多溝部材３２を、前記凹溝
の開口部を燃料極３に臨ませる状態で付設し、前記凹溝
を燃料ガス流路ｆとしてある。即ち、導電性多溝部材３
２は、燃料極３に臨む側に燃料ガス流路ｆを形成すべく
配置する燃料側ガス通路構成材Ｂｆに相当する。導電性
多溝部材３１，３２は、酸化と還元とに対する耐性に優
れたＬａＣｒＯ ₃、その他適当なものから成る。

【００３６】隣合うセルＣ，Ｃ間の二つおきに、上記第
１実施例と同様に構成した冷却部Ｒを設けてある。具体
的には、二つおきの燃料側ガス通路構成材Ｂｆに代え
て、冷却部Ｒを設けてある。更に、セルＣの燃料極３と
板体４との間、及び、導電性多溝部材３１と板体４との
間の夫々には、気体の通流を許容する形状に形成された
柔軟性導電材８，９の夫々を設けてある。即ち、燃料ガ
スが柔軟性導電材８を通流するようにしてあり、燃料側
ガス通路構成材Ｂｆを、柔軟性導電材８にて構成してあ
る。

【００３７】図示しないが、セル集積群ＮＣの側面夫々
に、一側面が開口する風胴を、その開口を臨ませる状態
で気密状態に接続してあり、それら風胴の内部夫々を、
酸素含有ガス供給路Ｋｓ、酸素含有ガス排出路Ｈｓ、燃
料ガス供給路Ｋｆ、及び、燃料ガス排出路Ｈｆとしてあ
る。

【００３８】図５中の３３は水冷管７の入口部夫々に接
続した給水ヘッダ、３４は水冷管７の出口部夫々に接続
した排水ヘッダである。

【００３９】〔第３実施例〕以下、第３実施例を図６に
基づいて説明する。図６中のＣは、上記第１実施例と同
様に構成した燃料電池のセルであり、セルＣの複数個
と、酸素側ガス通路構成材Ｂｓの複数個と、燃料側ガス
通路構成材Ｂｆの複数個とを、隣合うセルＣ，Ｃ同士を
両種のガス通路構成材Ｂｓ，Ｂｆにて導電状態に接続す
る状態で積層状態に並置して、セル集積群ＮＣを構成し
てある。

【００４０】酸素側ガス通路構成材Ｂｓについて、説明
を加える。セルＣの酸素極２側の両縁部に、一対の柱状
材４１，４１を付設し、それら一対の柱状材４１，４１
に跨がる状態で導電性を備えた板状材４２を架設し、酸
素極２と板状材４２との間に、酸素極２と板状材４２夫
々に接触する状態で波状材４３を設けてあり、酸素極２
と波状材４３により形成される通路を酸素含有ガス流路
ｓとしてある。即ち、一対の柱状材４１，４１、板状材
４２及び波状材４３により、酸素極２に臨む側に酸素含
有ガス流路ｓを形成すべく配置する酸素側ガス通路構成
材Ｂｓを構成するようにしてある。

【００４１】燃料側ガス通路構成材Ｂｆについて、説明
を加える。セルＣの燃料極３側の両縁部に、一対の柱状
材４４，４４を付設し、それら一対の柱状材４４，４４
に跨がる状態で導電性を備えた板状材４５を架設し、燃
料極３と板状材４５との間に、燃料極３と板状材４２夫
々に接触する状態で波状材４６を設けてあり、燃料極３
と波状材４６により形成される通路を燃料ガス流路ｆと
してある。即ち、一対の柱状材４４，４４、板状材４５
及び波状材４６により、燃料極３に臨む側に燃料ガス流
路ｆを形成すべく配置する燃料側ガス通路構成材Ｂｆを
構成するようにしてある。

【００４２】隣合うセルＣ，Ｃ間の二つおきに、上記第
１実施例と同様に構成した冷却部Ｒを設けてある。具体
的には、二つおきの燃料側ガス通路構成材Ｂｆに代え
て、冷却部Ｒを設けてある。更に、セルＣの燃料極３と
板体４との間、及び、板状材４２と板体４との間の夫々
には、気体の通流を許容する形状に形成された柔軟性導
電材８，９の夫々を設けてある。即ち、燃料ガスが柔軟
性導電材８を通流するようにしてあり、燃料側ガス通路
構成材Ｂｆを、柔軟性導電材８にて構成してある。

【００４３】図示しないが、セル集積群ＮＣの側面夫々
に、一側面が開口する風胴を、その開口を臨ませる状態
で気密状態に接続してあり、それら風胴の内部夫々を、
酸素含有ガス供給路Ｋｓ、酸素含有ガス排出路Ｈｓ、燃
料ガス供給路Ｋｆ、及び、燃料ガス排出路Ｈｆとしてあ
る。

【００４４】図６中の４７は水冷管７の入口部夫々に接
続した給水ヘッダ、４８は水冷管７の出口部夫々に接続
した排水ヘッダである。

【００４５】〔第４実施例〕以下、第４実施例を図７及
び図８に基づいて説明する。上記第１実施例と同様に構
成したセルユニットＵの複数を積層状態に並置したセル
集積群ＮＣの二つを並置してある。次に、二つのセル集
積群ＮＣを並置するための構成について説明する。

【００４６】２個のセルユニットＵを並置してセルユニ
ット列ＲＵを構成してある。セルユニット列ＲＵは、具
体的には、導電性セパレータ１１により酸素含有ガス流
路ｓが閉じられている方のセルユニットＵの側面夫々を
互いに対向させる状態で、２個のセルユニットＵを並置
するとともに、セルユニットＵ間に位置する前記側面夫
々を、セルユニットＵとほぼ同一厚さでセルユニットＵ
より長尺の仕切り材６５に対して密着させ、且つ、外側
に位置する前記側面夫々を、セルユニットＵとほぼ同一
厚さでセルユニットＵより長尺の第１柱状体６１及び第
２柱状体６２夫々に対して密着させて構成してある。

【００４７】互いに同一厚さでセルユニット列ＲＵより
長尺の第３柱状体６３及び第４柱状体６４夫々を、酸素
含有ガス流路ｓの入口ｓｉ及び出口ｓｏが開口されてい
る方のセルユニットＵ夫々の一対の縁部夫々に密着さ
せ、且つ、仕切り材６５、第１柱状体６１及び第２柱状
体６２夫々の両端部に、第３柱状体６３及び第４柱状体
６４夫々を重ねて密着させてある。更に、それら第３柱
状体６３及び第４柱状体６４の上にセルユニット列ＲＵ
を重ねるといったことを繰り返すことにより、セル集積
群ＮＣの二つを並置してある。

【００４８】隣合うセルユニット列ＲＵ，ＲＵ間夫々
に、気体の通流を許容する形状に形成された柔軟性導電
材６７を充填してあり、もって、隣合うセルユニット列
ＲＵ，ＲＵ間夫々を燃料ガス流路ｆとしてある。燃料ガ
ス流路ｆについて、具体的に説明する。第４柱状体６４
には、セルユニットＵ夫々の燃料極３との間に開口を形
成すべく、凹部６４Ａを形成してある。又、セルユニッ
トＵの積層方向に隣合う第１柱状体６１，６１との間に
形成される開口夫々、及び、前記積層方向に隣合う第２
柱状体６２，６２との間に形成される開口夫々には、そ
の開口における酸素含有ガス流路入口ｓｉ側に開口部を
形成する状態で流路入口形成部材６６を設けてある。そ
して、流路入口形成部材６６にて形成される前記開口部
夫々を燃料ガス流路入口ｆｉとし、且つ、凹部６４Ａ夫
々を燃料ガス流路出口ｆｏとしてある。つまり、燃料ガ
スが両側の燃料ガス流路入口ｆｉ，ｆｉ夫々から燃料ガ
ス流路出口ｆｏへ屈曲流状態で柔軟性導電材６７を通流
するように、燃料ガス流路ｆを構成してある。従って、
第３柱状体６３、第４柱状体６４、柔軟性導電材６７及
び流路入口形成部材６６とから、燃料側ガス通路構成材
Ｂｆを構成してある。

【００４９】隣合うセルユニット列ＲＵ，ＲＵ間の二つ
おきに、上記第１実施例と同様に構成した冷却部Ｒを設
けてある。具体的には、二つおきの燃料側ガス通路構成
材Ｂｆに代えて冷却部Ｒを設けてある。但し、この場合
の冷却部Ｒは、セルユニット列ＲＵのほぼ全面に対向す
る状態に構成してある。

【００５０】更に、セルＣの燃料極３と板体４との間、
及び、導電性セパレータ１１と板体４との間の夫々に
は、気体の通流を許容する状態に形成された柔軟性導電
材８，９の夫々を設けてある。柔軟性導電材８は、セル
ユニット列ＲＵにおけるセルユニットＵの並置方向の長
さよりも短くしてあり、且つ、セルユニット列ＲＵにお
ける前記並置方向のほぼ中央に配置してある。又、柔軟
性導電材８の両側に位置する、第１柱状体６１と板体４
との間に形成される開口、及び、第２柱状体６２と板体
４との間に形成される開口には、その開口における酸素
含有ガス流路入口ｓｉ側に開口部を形成する状態で流路
入口形成部材６８を設けてある。そして、流路入口形成
部材６８にて形成される前記開口部夫々を燃料ガス流路
入口ｆｉとし、且つ、凹部６４Ａ夫々を燃料ガス流路出
口ｆｏとしてある。つまり、燃料ガスが両側の燃料ガス
流路入口ｆｉ，ｆｉ夫々から燃料ガス流路出口ｆｏへ屈
曲流状態で柔軟性導電材８を通流するようにしてあり、
燃料側ガス通路構成材Ｂｆを、柔軟性導電材８にて構成
してある。

【００５１】上述の如く構成して並置した二つのセル集
積群ＮＣにおいて、酸素含有ガス流路入口ｓｉの設置側
の側面に、一側面が開口する風胴６９を、その開口を臨
ませる状態で気密状態に接続し、酸素含有ガス流路出口
ｓｏ及び燃料ガス流路出口ｆｏの設置側の側面に、一側
面が開口する風胴７０を、その開口を臨ませる状態で気
密状態に接続してある。もって、風胴６９の内部を酸素
含有ガス流路入口ｓｉ夫々に連通する酸素含有ガス供給
路Ｋｓ、及び、風胴７０の内部を酸素含有ガス流路出口
ｓｏ夫々及び燃料ガス流路出口ｆｏ夫々に連通する排出
路Ｈとしてある。尚、排出路Ｈは、酸素含有ガス流路出
口ｓｏ夫々から排出される排出酸素含有ガスと、燃料ガ
ス流路出口ｆｏ夫々から排出される排出燃料ガスとを燃
焼させる燃焼室としても機能する。

【００５２】そして、上述の如く並置した二つのセル集
積群ＮＣを、箱状体Ａの内部に配設してある。セル集積
群ＮＣ夫々の燃料ガス流路入口ｆｉ夫々は、箱状体Ａの
内部に臨む状態であり、箱状体Ａの内部をもって、燃料
ガス供給路Ｋｆとしてある。

【００５３】図７中の７１は水冷管７の入口部夫々に接
続した給水ヘッダ、７２は水冷管７の出口部夫々に接続
した排水ヘッダである。

【００５４】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。上記各実施例では、隣合うセルＣ，Ｃ間の二つおき
に冷却部Ｒを設ける場合について例示したが、冷却部Ｒ
を、隣合うセルＣ，Ｃ間の何個おきに設けるかは不問で
あり、隣合うセルＣ，Ｃ間夫々に設けても良いし、又、
３個以上おきに設けてもよい。

【００５５】上記第２及び第３の各実施例では、二
つおきの燃料側ガス通路構成材Ｂｆに代えて、冷却部Ｒ
を設ける場合について例示したが、二つおきの酸素側ガ
ス通路構成材Ｂｓに代えて、冷却部Ｒを設けても良い。

【００５６】隣合う燃料側ガス通路構成材Ｂｆと酸
素側ガス通路構成材Ｂｓの間に、冷却部Ｒを設けても良
い。

【００５７】水冷管７の蛇行する回数を調節するこ
とにより、セルＣの温度、あるいは、水冷管７から流出
する冷却水（水蒸気）の熱量を調整することができる。

【００５８】冷却部Ｒの本体部Ｒ１の具体構成は、
上記各実施例の構成に限定されるものではなく種々変更
可能である。例えば、一対の板体４，４と複数の間隔保
持部材５を一体的に構成しても良い。

【００５９】上記第１実施例では、酸素側導電材１
２を、ほぼ等間隔で平行に、且つ、酸素極２と導電性セ
パレータ１１とに密着させて並設する場合について例示
したが、これに代えて、直方体形状のＬａＣｒＯ₃材
に、酸素含有ガス流路ｓとして機能させる複数の溝をほ
ぼ等間隔で平行に形成することにより、導電性セパレー
タ１１と酸素側導電材１２とを一体的に形成しても良
い。

【００６０】上記第４実施例では、セル集積群ＮＣ
の二つを並置する場合について例示したが、セル集積群
ＮＣは一つでも良く、又、三つ以上を並置しても良い。

【００６１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる燃料電池のセル集
積群ＮＣの構成を示す分解斜視図

【図２】本発明の第１実施例にかかる燃料電池の冷却部
の縦断面図

【図３】本発明の第１実施例にかかる燃料電池の冷却部
の一部切り欠き斜視図

【図４】本発明の第１実施例にかかる燃料電池の斜視図

【図５】本発明の第２実施例にかかる燃料電池の分解斜
視図

【図６】本発明の第３実施例にかかる燃料電池の分解斜
視図

【図７】本発明の第４実施例にかかる燃料電池の斜視図

【図８】本発明の第４実施例にかかる燃料電池の分解斜
視図

【図９】従来の燃料電池の分解斜視図

【符号の説明】

１電解質層２酸素極３燃料極４板体５間隔保持部材６絶縁部材８柔軟性導電材ｆ燃料ガス流路ｓ酸素含有ガス流路ＣセルＢｆ燃料側ガス通路構成材Ｂｓ酸素側ガス通路構成材Ｐ板状部Ｒ冷却部Ｒ１本体部Ｒ２案内部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解質層（１）の一方の面に酸素極
（２）を且つ他方の面に燃料極（３）を付設した燃料電
池のセル（Ｃ）の複数個と、前記酸素極（２）に臨む側
に酸素含有ガス流路（ｓ）を形成すべく配置され且つ導
電性部分を備えた酸素側ガス通路構成材（Ｂｓ）の複数
個と、前記燃料極（３）に臨む側に燃料ガス流路（ｆ）
を形成すべく配置され且つ導電性部分を備えた燃料側ガ
ス通路構成材（Ｂｆ）の複数個とが、隣合うセル
（Ｃ），（Ｃ）同士を前記両種のガス通路構成材（Ｂ
ｓ），（Ｂｆ）にて導電状態に接続する状態で、積層状
態に並置され、隣合うセル（Ｃ），（Ｃ）間に冷却用流
体が通流する冷却部（Ｒ）を備えた燃料電池であって、前記冷却部（Ｒ）が、前記セル（Ｃ）のほぼ全面に対向
する一対の板状部（Ｐ），（Ｐ）を前記セル（Ｃ）の積
層方向両端側に備え、且つ、導電性及び良熱伝導性を備
えるように形成された本体部（Ｒ１）と、その本体部
（Ｒ１）の内部に電気的に絶縁状態に配置される冷却用
流体の案内部（Ｒ２）とから構成されている燃料電池。
【請求項２】前記本体部（Ｒ１）は、前記一対の板状
部（Ｐ），（Ｐ）を形成するための導電性及び良熱伝導
性を備えた一対の板体（４），（４）と、導電性及び良
熱伝導性を備え且つ前記一対の板体（４），（４）の間
に配置される複数の間隔保持部材（５）と、隣合う間隔
保持部材（５），（５）の間に設けられる絶縁部材
（６）とから構成され、前記案内部（Ｒ２）が、前記絶
縁部材（６）中に設けられている請求項１記載の燃料電
池。
【請求項３】前記酸素側ガス通路構成材（Ｂｓ）又は
前記燃料側ガス通路構成材（Ｂｆ）は、気体の通流を許
容する形状に形成された柔軟性導電材（８）を、前記セ
ル（Ｃ）と前記冷却部（Ｒ）における前記板状部（Ｐ）
との間に設けて構成されている請求項１又は２記載の燃
料電池。