JPH08273693A - 燃料電池及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的短い作業時間でセル集積体をセル集積
方向に適正な整列状態で組み立てることができる燃料電
池とその組立方法を提供する。 【構成】 電解質層１の一方の面に酸素極２を他方の面
に燃料極３を備え、酸素極２又は燃料極３側にセル内流
路ｘ形成用の流路構成部材４を配置した矩形板状のセル
Ｃにおける一方の向かい合う一対の端面側夫々に配置さ
れる一対のセル保持部材５に、セル厚さと同一深さでセ
ルの端縁部が載置される切り込み部５１が設けられ、セ
ル積層方向視において、セルＣの載置端縁部の両端夫々
にセル端縁側ほど互いに近接する傾斜面Ｃｓが形成さ
れ、切り込み部５１に、セル側の傾斜面Ｃｓに密着する
一対の内方側当て付け面５３が傾斜状に形成され、各セ
ル保持部材５の外面側の両端夫々に、傾斜面状の一対の
外方側当て付け面５ｋが設けられ、セルＣの複数が、セ
ル間流路ｙを形成すべく互いに間隔を隔てた積層状態に
並置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方の面に酸素極を備
え且つ他方の面に燃料極を備えた電解質層と、前記酸素
極に臨む側又は前記燃料極に臨む側のいずれか一方に、
セル内流路を形成すべく配置される流路構成部材とから
矩形板状の燃料電池のセルが構成され、そのセルにおけ
る一方の向かい合う一対の端面側夫々に配置される一対
のセル保持部材に、前記セルの厚さとほぼ同一深さに形
成されて前記セルの前記向かい合う一対の端面側の端縁
部が載置される切り込み部が設けられ、前記セルの複数
が、前記セル保持部材に保持されて、セル間流路を形成
すべく互いに間隔を隔てた積層状態に並置され、前記セ
ル積層方向視において、前記セルにおける前記セル保持
部材に載置される載置端縁部の両端夫々に、前記セルの
端縁側ほど互いに近接する傾斜面が形成され、前記セル
積層方向視において、前記切り込み部に、前記セルの前
記傾斜面夫々に密着する一対の内方側当て付け面が、前
記セルの前記載置端縁部から離間するほど互いに近接す
る傾斜状に形成された燃料電池、及び、その燃料電池の
組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる燃料電池では、従来、図１５に示
すように、両面に酸素極２と燃料極３を備えた電解質層
１の酸素極２に臨む側に流路構成部材としての導電性セ
パレータ４が配置されて、セル内流路ｘが形成されたセ
ルＣ側の、セル積層方向視において一対のセル保持部材
５に載置される載置端縁部の両端夫々に、セルの端縁側
ほど互いに近接する傾斜面Ｃｓが形成される一方、各セ
ル保持部材５に、セルの厚さとほぼ同一深さに形成され
てセルの向かい合う一対の端面側の端縁部が載置される
切り込み部５１が設けられるとともに、その切り込み部
に、セル積層方向視において、セルの傾斜面Ｃｓ夫々に
密着する一対の内方側当て付け面５３が、セルの前記載
置端縁部から離間するほど互いに近接する傾斜状に形成
され、そして、セルを一対のセル保持部材５にて挟んだ
状態で保持させて、セル側の各傾斜面Ｃｓにセル保持部
材５側の各内方側当て付け面５３を当て付けて組付け、
複数のセルＣをセル間流路ｙを形成すべく互いに間隔を
隔てた積層状態に並置して、セル積層体ＮＣを構成して
いた（例えば、特願平６−１９８０８４号参照）。

【０００３】そして、複数のセルＣ夫々を一対のセル保
持部材５に保持させて組み立てるための方法として、例
えば、図１６に示すように、直交配置した２つの基準部
材Ｈ１，Ｈ２に、一方のセル保持部材５の片側の角部ｋ
（９０度に形成されている）に連なる２側面を当て付け
た状態で、他方のセル保持部材５を、セルＣ側（図中の
矢印の方向）に押し付けて１層のセルを積層して組付
け、以下、この手順を繰り返す方法が考えられていた。

【０００４】図中、１０は、セル積層体ＮＣの上下端部
側に配置した集電板であり、Ｘ１及びＸ２は、夫々セル
内流路ｘに対する酸素含有ガスの供給用ガス流路及び排
出用ガス流路である。尚、図示しないが、セル間流路ｙ
に対する燃料ガスの供給用ガス流路及び排出用ガス流路
も設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
に示す従来の燃料電池の組立方法においては、セル積層
体ＮＣを積層方向（鉛直方向等）に整列させるために
は、図の左側のセル保持部材５を、図中の矢印の方向に
押し付けながらも、押し付け方向の横側に位置する基準
部材Ｈ２側にも押し付ける必要があるが、この横方向の
押圧力が大き過ぎると、セル側の各傾斜面Ｃｓとセル保
持部材５側の各内方側当て付け面５３との密着状態が崩
れて、セル集積体ＮＣを適正な整列状態で組み立てられ
ないおそれがあった。その結果、上記両方向の押圧力の
バランスをとりながら、燃料電池の組立を慎重に行う必
要があり組立作業に長時間を要するという不都合があっ
た。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、比較的短い作業時間でセル集積体
ＮＣをセル集積方向に適正な整列状態で組み立てること
ができる燃料電池と、その燃料電池の組立方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【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、前記セル積層方向視において、前記
各セル保持部材の外面側の両端夫々に、前記セルの前記
載置端縁部から離間するほど互いに近接する傾斜面に形
成された一対の外方側当て付け面が設けられている点に
ある。

【０００８】又、第２の特徴構成は、上記第１の特徴構
成において、前記セル内流路が、前記セルにおける前記
一対のセル保持部材が配置される端面において開けら
れ、前記一対のセル保持部材が配置されていない端面に
おいて閉じられ、前記セル間流路が、前記セルにおける
前記セル内流路が開いた一対の端面側において閉じら
れ、前記セル内流路が閉じた一対の端面側において開け
られている点にある。

【０００９】又、第３の特徴構成は、上記第１又は第２
の特徴構成において、前記セルの前記載置端縁部と前記
セル保持部材の前記切り込み部との間、及び、前記セル
の前記傾斜面夫々と前記セル保持部材の前記内方側当て
付け面との間をシールするシール材を保持する溝が、前
記セル保持部材側又は前記セル側に設けられている点に
ある。

【００１０】又、第４の特徴構成は、上記第１、第２又
は第３の特徴構成において、前記セル保持部材に、前記
切り込み部に臨み、且つ、前記セルの積層方向に貫通す
る孔が形成されている点にある。

【００１１】本発明による燃料電池の組立方法は、上記
第１〜第４の特徴構成に係る燃料電池の組立方法であっ
て、その第１の特徴構成は、前記セル積層方向視におい
て、前記一対のセル保持部材夫々の前記一対の外方側当
て付け面と同じ傾斜角度に形成されて、セル積層方向に
沿って延びる一対の傾斜面を夫々備えた一対の基準部材
のうちの一方が、固定設置されるとともに、他方の基準
部材が、前記セル積層方向視において前記固定側の基準
部材に対して接近離間移動操作自在に設けられ、前記固
定側の基準部材に対して、前記一対のセル保持部材の一
方を当て付けた状態で、前記一対のセル保持部材の各切
り込み部に前記セルの前記載置端縁部を載置するように
前記セルを組付け、１つのセルを組付けるごとに、前記
移動側の基準部材を前記固定側の基準部材に対して接近
移動させて、複数のセルを積層状態に組付ける点にあ
る。

【００１２】又、第２の特徴構成は、上記第１の特徴構
成において、前記基準部材が、燃料電池の設置箇所とは
別の組立箇所に設けられている点にある。

【００１３】

【作用】本発明に係る燃料電池の第１の特徴構成による
作用は以下の通りである。セル積層方向視において、セ
ルの一方の向かい合う一対の端面側の各載置端縁部を、
各セル保持部材の切り込み部に載置するとともに、各セ
ル保持部材の外面側の両端夫々にセルの載置端縁部から
離間するほど互いに近接する傾斜面に形成した各外方側
当て付け面に、例えば外方側の押圧手段等に備えたセル
積層方向に沿う基準面等をセルの内方側に向けて押し当
てながら、セルの載置端縁部の両端にセル端縁側ほど互
いに近接するように形成した傾斜面を、各セル保持部材
の切り込み部にセルの載置端縁部から離間するほど互い
に近接する傾斜状に形成した内方側当て付け面に密着さ
せる。このようにして、一方の面に酸素極を備え且つ他
方の面に燃料極を備えた電解質層の、酸素極に臨む側又
は燃料極に臨む側のいずれか一方に配置した流路構成部
材にてセル内流路を形成した矩形板状の燃料電池のセル
の複数が各セル保持部材に保持されて、互いに間隔を隔
てた積層状態で且つセル積層方向に整列した状態で並置
され、その並置したセルの間隔がセル間流路として形成
される。

【００１４】又、第２の特徴構成による作用は以下の通
りである。上記第１の特徴構成において、一対のセル保
持部材が配置されるセルの両端面に開けた開口からセル
内流路に対して、酸素又は燃料ガスが通流されるととも
に、上記一対のセル保持部材が配置されていないセル端
面側からセル間流路に対して、燃料又は酸素ガスが通流
される。

【００１５】又、第３の特徴構成による作用は以下の通
りである。上記第１又は第２の特徴構成において、各セ
ル保持部材又はセル側に設けた溝に保持されたシール材
によって、セルの載置端縁部とセル保持部材の切り込み
部との間、及び、セルの各傾斜面とセル保持部材の内方
側当て付け面との間がシールされて、セル内流路とセル
間流路が気密状態に形成される。

【００１６】又、第４の特徴構成による作用は以下の通
りである。上記第１、第２又は第３の特徴構成におい
て、セルの各載置端縁部をセル保持部材の切り込み部に
載置してセルの複数を積層することにより、セル保持部
材の孔がセル積層方向に連なった通路が形成され、その
通路をセル内流路又はセル間流路に対するガス通路とす
る。

【００１７】本発明による燃料電池の組立方法の第１の
特徴構成による作用は、以下の通りである。セル積層方
向視において一対のセル保持部材夫々の一対の外方側当
て付け面と同じ傾斜角度に形成されて、セル積層方向に
沿って延びる一対の傾斜面を夫々備えた一対の基準部材
のうちの一方つまり固定側の基準部材を、固定設置す
る。次に、固定側の基準部材に対して一対のセル保持部
材の一方を当て付けた状態で、一対のセル保持部材の各
切り込み部にセルの載置端縁部を載置するようにセルを
組付けてから、移動側の基準部材を、セル積層方向視に
おいて固定側の基準部材に対して接近移動させることに
より、両基準部材の各傾斜面が一対のセル保持部材の各
外方側当て付け面に当て付けられ、且つ、一対のセル保
持部材の各内方側当て付け面がセルの各傾斜面に当て付
けられるようにする。これにより、１つのセルが積層状
態で組付けられる。次に、移動側の基準部材を固定側の
基準部材から離間移動させて、既に組付けた一対のセル
保持部材の上に次の一対のセル保持部材を載せながら、
固定側の基準部材に対して一対のセル保持部材の一方を
当て付けて１つのセルを組付けるごとに、移動側の基準
部材を固定側の基準部材に対して接近移動させる手順を
順次繰り返すことによって、複数のセルを積層状態に組
付ける。

【００１８】又、第２の特徴構成による作用は、以下の
通りである。燃料電池の設置箇所とは別の組立箇所にお
いて、上記第１の特徴構成による組立方法によって複数
のセルを積層状態に組付け、その積層状態のセル体を燃
料電池の設置箇所に運んで燃料電池を構成する。

【００１９】

【発明の効果】本発明による燃料電池の第１の特徴構成
によれば、内方側に矩形板状のセルを載置状態で保持し
た一対のセル保持部材を、セル保持部材の両端外面側に
設けた当て付け面を利用して、両セル保持部材が接近す
る方向に沿って内方側に押し込むだけで、各セルを積層
状態に組付けることができるので、従来のように上記外
面側の当て付け面がない場合に、両セル保持部材を接近
する方向に平行な方向とともに横方向にも押すという難
しい組付け作業を行う必要がなくなり、もって、比較的
短い作業時間で複数のセルをセル集積方向に適正な整列
状態で組み立てることができる燃料電池が得られる。

【００２０】又、第２の特徴構成によれば、セル内流路
とセル間流路とが直交する状態の合理的な流路配置が実
現できるとともに、セル内流路が開いているセル両端部
に位置するセル保持部材の切り込み部を除いた残りの薄
肉部分を、セル内流路とセル間流路との連通防止部材に
兼用することができてセル集積用部材の簡素化も実現で
き、もって、上記第１の特徴構成の燃料電池の好適な手
段が得られる。

【００２１】又、第３の特徴構成によれば、セル保持部
材又はセル側の溝にシール材を保持するようにしたの
で、例えば、セル保持部材又はセル側の部材表面にシー
ル材を塗布状態で設けるのに比べて、多量のシール材を
他に流れ出ることなく安定に保持して充分なシール効果
が得られ、もって、上記第１又は第２の特徴構成の燃料
電池の好適な手段が得られる。

【００２２】又、第４の特徴構成によれば、積層された
セル保持部材にセル積層方向に貫通する孔によってセル
内流路又はセル間流路に対するガス通路が形成されるの
で、このような孔が設けられていない場合には、上記ガ
ス通路形成用の部材が別に必要となるのに比べて燃料電
池の構造が簡素化でき、もって、上記第１、第２又は第
３の特徴構成の燃料電池の好適な手段が得られる。

【００２３】本発明に係る燃料電池の組立方法の第１の
特徴構成によれば、一対の基準部材を一方を固定し、他
方を固定側の基準部材に対して接近離間移動操作すると
いう単純な作業によって、各セルを各セル保持部材に保
持させて１層ごとに確実に整列させてセル積層体を構成
することができ、上記第１〜第４の特徴構成に係る燃料
電池の組立に好適な組立方法が得られる。

【００２４】又、第２の特徴構成によれば、セル組立用
の基準部材を組立用治具として繰り返し使用できるの
で、例えば、基準部材を燃料電池の設置箇所に設けて、
セル集積作業の後もそのまま置く場合には各セル集積体
ごとに基準部材が必要になるのに比べて、単一の基準部
材で済まして部材費用の低減が実現でき、もって、上記
第１の特徴構成の燃料電池の組立方法の好適な手段が得
られる。

【００２５】

【実施例】図１〜図８に基づいて、本発明の実施例を説
明する。図２に示すように、一方の面に酸素極２を備え
且つ他方の面に燃料極３を備えた電解質層としての平面
形状が矩形板状の固体電解質層１と、酸素極２に臨む側
に、セル内流路ｘを形成すべく配置される流路形成部材
としての導電性セパレータ４とから矩形板状の燃料電池
のセルＣが構成されている。

【００２６】固体電解質層１の一方の面に、固体電解質
層１における向かい合う一対の側縁夫々に側縁全長にわ
たる電解質層露出部１ａを形成する状態で、膜状又は板
状の酸素極２を一体的に貼り付け、且つ、他方の面に膜
状又は板状の燃料極３を、全面又はほぼ全面にわたって
一体的に貼り付けて、酸素極２と燃料極３とから起電力
を得るための矩形板状の三層板状体を形成してある。

【００２７】導電性セパレータ４は、板状部４ａと、そ
の板状部４ａの両端に夫々位置する一対の帯状突起部４
ｂと、それら一対の帯状突起部４ｂの間に位置する複数
の凸条部４ｃを備える状態で導電性材料にて一体形成し
てある。その導電性セパレータ４を、複数の凸条部４ｃ
夫々が酸素極２と接触する状態で、一対の帯状突起部４
ｂ夫々を両電解質層露出部１ａ夫々に貼り付けることに
より、セルＣを構成してある。そして、酸素極２と導電
性セパレータ４とを導電状態に接続するとともに、酸素
極２と導電性セパレータ４との間に、溝状のセル内流路
ｘを複数個形成してある。このセル内流路ｘは、酸素極
２に臨むものであり、酸素含有ガスを通流させる酸素含
有ガス流路ｓとして機能する。

【００２８】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ＬａＭｎＯ₃ 、その他適当なものから成
り、、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。導電性セパレータ４は、酸化と還
元とに対する耐性に優れたＬａＣｒＯ₃ 、その他適当な
ものから成る。

【００２９】そして、図１に示すように、セルＣの複数
が、その各セルＣにおける一方の向かい合う一対の端面
側夫々に配置される一対のセル保持部材５によって保持
されて、セル間流路ｙを形成すべく互いに間隔を隔てた
積層状態に並置されて、セル集積体ＮＣが形成されてい
る。ここで、セル内流路ｘは、セルＣにおける一対のセ
ル保持部材５が配置される端面において開けられ、一対
のセル保持部材５が配置されていない端面において閉じ
られている。尚、各セル保持部材５は長尺状の矩形板に
形成され、耐熱性に優れ電気絶縁性を備えたセラミック
材から成る。

【００３０】図２にも示すように、セルＣにおいて、導
電性セパレータ４、固体電解質層１及び燃料極３の４箇
所の角部は、切り落とした形状の傾斜状にしてあり、こ
れによって、セル積層方向視において、セルＣにおける
セル保持部材５に載置される載置端縁部の両端夫々に、
セルＣの端縁側ほど互いに近接する傾斜面Ｃｓが形成さ
れる。

【００３１】セル保持部材５に、セルＣの厚さとほぼ同
一深さに形成されてセルＣの前記向かい合う一対の端面
側の端縁部即ち前記載置端縁部が載置される切り込み部
５１が設けられるとともに、その切り込み部５１に、セ
ル積層方向視において、セルＣの傾斜面Ｃｓ夫々に密着
する一対の内方側当て付け面５３が、セルＣの前記載置
端縁部から離間するほど互いに近接する傾斜状に形成さ
れている。

【００３２】セルＣの載置端縁部をセル保持部材５の切
り込み部５１に載置する際には、セルＣの載置端縁部の
両側の傾斜面Ｃｓ夫々を、当て付け面５３に夫々密着さ
せるが、その際にセルＣの載置端縁部が薄肉部分５４の
中間部に位置するように、一対の当て付け面５３の間隔
を設定してある。

【００３３】そして、切り込み部５１を形成することに
より残されたセル保持部材５の厚みが薄い薄肉部分５４
により、隣接するセルＣ間の間隔を保持し、その薄肉部
分５４により隣接するセルＣ間の両側面を仕切ることに
より、隣接するセルＣ間にセル間流路ｙを形成してあ
る。従って、セル間流路ｙは、セルＣにおけるセル内流
路ｘが開いた一対の端面側において閉じられ、セル内流
路ｘが閉じた一対の端面側において開けられている。こ
のセル間流路ｙは、燃料極３に臨むものであり、燃料ガ
スを通流させる燃料ガス流路ｆとして機能する。

【００３４】セルＣにおけるセル内流路ｘが開いた開口
端面の周部において、セルＣの載置端縁部にセル保持部
材５の薄肉部分５４及び一対の当て付け面５３を密着さ
せることにより、セル内流路ｘとセル間流路ｙとを気密
状態に区画しているが、その気密状態を確保するため
に、セルＣの前記載置端縁部とセル保持部材５の切り込
み部５１との間、及び、セルＣの前記傾斜面Ｃｓ夫々と
セル保持部材５の前記内方側当て付け面５３との間をシ
ールするシール材６を保持する溝５５，５６が、セル保
持部材５側に設けられている。溝５５，５６は、薄肉部
分５４の上面及び一対の当て付け面５３に形成した溝５
５と、薄肉部分５４の下面に形成した溝５６とからな
り、溝５５及び５６は、セル積層方向視において重複す
る状態で形成してある。シール材６は耐熱性及び電気絶
縁性を有する。

【００３５】各セル保持部材５には、前記切り込み部５
１に臨み、且つ、セルＣの積層方向に貫通する孔５２が
形成されている。従って、上述のように、セルＣの両側
の載置端縁部夫々を一対のセル保持部材５夫々の切り込
み部５１に載置した状態のものを積み重ねることによ
り、セル保持部材５夫々の孔５２がセルＣの積層方向に
一連に連なった通路が二つ形成され、一方の通路をセル
内流路ｘ夫々に連通する供給用セル内流路用ガス通路Ｘ
１として使用し、他方の通路をセル内流路ｘ夫々に連通
する排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２として使用する。
尚、積層方向に隣接するセル保持部材５の間にも、図１
中において、破線部にて示すように、前記シール材６を
充填して、両方のセル内流路用ガス通路Ｘ１，Ｘ２と外
部との気密性を確保している。

【００３６】隣接するセルＣ間、即ち、セル間流路ｙに
は、気体の通流を許容する柔軟性導電材７を充填し、隣
接するセルＣを導電状態に接続している。柔軟性導電材
７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。

【００３７】上述のように複数のセルＣを上下方向に積
み重ねて形成した積層構造物の積層方向両端部に、一対
の集電板保持部材８を配置してある。集電板保持部材８
には、セルＣの積層方向視における形状がセル保持部材
５の孔５２と同じ形状の孔８１のみを形成し、セル保持
部材５の切り込み部５１に相当するものは形成していな
い。そして、両側の集電板保持部材８の間に、端子棒９
を固着した集電板１０を柔軟性導電材７に接触させた状
態で設けて、両方の端子棒９により、出力電力を取り出
すように構成してある。

【００３８】又、後述のように、セルＣの両側の載置端
縁部を切り込み部５１に載置した状態で、一対のセル保
持部材５を鉛直方向に沿って整列状態で組み上げるため
に、各セル保持部材５の外面側の両端夫々に、セル積層
方向視において、セルＣの前記載置端縁部から離間する
ほど互いに近接する傾斜面に形成された一対の外方側当
て付け面５ｋが設けられている。尚、積層されたセル保
持部材５の上下に位置する集電板保持部材８の外面側の
両端夫々にも、セル保持部材５と同様の外方側当て付け
面８ｋを夫々形成してある。各外方側当て付け面５ｋ、
８ｋは、セル保持部材５及び集電板保持部材８の外側面
５Ｓ，８Ｓに対して４５度をなす。

【００３９】次に、図７及び図８に基づいて、セル集積
体ＮＣの組立について説明すると、セル積層方向視にお
いて、一対のセル保持部材５夫々の一対の外方側当て付
け面５ｋと同じ傾斜角度に形成されて、セル積層方向
（この例では、鉛直方向）に沿って延びる一対の傾斜面
Ｊ１ａ，Ｊ２ａを夫々備えた板状の一対の基準部材Ｊ
１，Ｊ２のうちの一方の基準部材Ｊ１が、固定設置され
るとともに、他方の基準部材Ｊ２が、セル積層方向視に
おいて固定側の基準部材Ｊ１に対して接近離間移動操作
自在に設けられている。尚、両基準部材Ｊ１，Ｊ２は、
燃料電池の設置箇所とは別の組立箇所に設けられ、図示
しないが、固定側の基準部材Ｊ１は、水平面を有するベ
ース体上に立設され、移動側の基準部材Ｊ２の下部に
は、平行移動させるためのガイド機構付の車輪等の移動
部が備えられている。

【００４０】そして、固定側の基準部材Ｊ１に対して、
一対のセル保持部材５の一方を当て付けた状態、つま
り、固定側の基準部材Ｊ１の各傾斜面Ｊ１ａにセル保持
部材５の各外方側当て付け面５ｋを当て付けた状態で、
一対のセル保持部材５の各切り込み部５１にセルＣの前
記載置端縁部を載置するようにセルＣを組付け、且つ、
１つのセルＣを組付けるごとに、移動側の基準部材Ｊ２
を固定側の基準部材Ｊ１に対して接近移動させて、複数
のセルＣを積層状態に組付けるのである。

【００４１】具体的に、組立の手順を説明すると、先
ず、図８（イ）に示すように、移動側の基準部材Ｊ２を
離間移動させた両基準部材Ｊ１，Ｊ２の間に、下側の集
電板１０を挟んだ一対の集電板保持部材８を、一方の集
電板保持部材８の外方側当て付け面８ｋを固定側の基準
部材Ｊ１の各傾斜面Ｊ１ａに当て付けて配置した後、移
動側の基準部材Ｊ２を接近移動させて、移動側の基準部
材Ｊ２の各傾斜面Ｊ２ａを他方の集電板保持部材８の各
外方側当て付け面８ｋに当て付けて組付ける。

【００４２】次に、図８（ロ）に示すように、再び離間
移動させた両基準部材Ｊ１，Ｊ２間に、セルＣを挟んだ
一対のセル保持部材５を、（イ）において組付けた集電
板保持部材８の上に載せながら、一方のセル保持部材５
の外方側当て付け面５ｋを固定側の基準部材Ｊ１の各傾
斜面Ｊ１ａに当て付けて配置した後、移動側の基準部材
Ｊ２を接近移動させて、移動側の基準部材Ｊ２の各傾斜
面Ｊ２ａを他方のセル保持部材５の各外方側当て付け面
５ｋに当て付けて組付ける。この際、各セル保持部材５
の各内方側当て付け面５３も、セルＣの各傾斜面Ｃｓに
密着する。

【００４３】以後、図８（ハ）に示すように、セルＣを
挟んだ一対のセル保持部材５を、既に組付けたセル保持
部材５の上に順次載せながら、移動側の基準部材Ｊ２を
固定側の基準部材Ｊ１に対して接近・離間移動させる同
様の手順を繰り返して、各セル保持部材５を積み重ね、
最後に、上側の集電板１０を挟んだ一対の集電板保持部
材８を積み重ねてセル積層体ＮＣを形成する。

【００４４】そして、図４及び図５に示すように、上述
のように組み上げたセル積層体ＮＣを、燃料電池の設置
箇所に配置した支持用の基台１１上に載置し、さらに、
セル集積体ＮＣを内装する状態で角筒状体１２を基台１
１上に、又、角筒状体１２の上に蓋体１３を取り付け
て、燃料電池を構成している。尚、基台１１にて、角筒
状体１２の下部開口、並びに、供給用セル内流路用ガス
通路Ｘ１及び排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２夫々の下
部開口を閉塞し、蓋体１３にて、角筒状体１２の上部開
口、並びに、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び排出
用セル内流路用ガス通路Ｘ２夫々の上部開口を閉塞して
いる。

【００４５】つまり、基台１１、角筒状体１２及び蓋体
１３により箱状体Ｂを形成してあり、セル集積体ＮＣを
箱状体Ｂの内部に設けてある。セル集積体ＮＣにおける
セルＣのセル間流路ｙが開いた側面（以下、開放側面と
称する）は、箱状体Ｂの内部に臨む状態であり、セル間
流路ｙが箱状体Ｂの内部に対して開いている。

【００４６】上側の端子棒９は、蓋体１３を気密状態で
貫通させることにより、箱状体Ｂの外部に突出させてあ
り、下側の端子棒９は、基台１１を気密状態で貫通させ
ることにより、箱状体Ｂの外部に突出させてある。

【００４７】更に、一方の隔壁体１４を、積層状態の各
セル保持部材５及び集電板保持部材８の４角部のうちの
１つの前記外方側当て付け面５ｋ，８ｋと、箱状体Ｂの
内面、即ち、基台１１の内面と角筒状体１２の内面と蓋
１３の内面とに接続する状態で設け、他方の隔壁体１４
を、積層状態の各セル保持部材５及び集電板保持部材８
の４角部の別の（セル集積方向視において対角位置の）
外方側当て付け面５ｋ，８ｋと、箱状体Ｂの内面、即
ち、基台１１の内面と角筒状体１２の内面と蓋１３の内
面とに接続する状態で設けてあり、これによって、箱状
体Ｂの内部を二つに区画している。そして、セル集積体
ＮＣの一対の開放側面のうちの一方の開放側面は、二つ
の区画部分の一方に臨み、他方の開放側面は、二つの区
画部分の他方に臨むので、二つの区画部分のうちの一方
を供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１として、他方を排出
用セル間流路用ガス通路Ｙ２として夫々使用する。

【００４８】供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１にはセル
内流路用ガス供給管１５を、排出用セル内流路用ガス通
路Ｘ２にはセル内流路用ガス排出管１６を夫々連通接続
してある。又、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１にはセ
ル間流路用ガス供給管１７を、排出用セル間流路用ガス
通路Ｙ２にはセル間流路用ガス排出管１８を夫々連通接
続してある。

【００４９】〔第１別実施例〕図９ないし図１２に基づ
いて、本発明の第１別実施例を説明する。セルＣは、上
述の実施例と同様に構成してあるので、説明を省略す
る。上述の実施例と同様に、セルＣの両側の載置端縁部
夫々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に載
置して複数個のセルＣを積層状態に並置し、隣接セル間
にセル間流路ｙを備えたセル集積体ＮＣを形成するもの
であるが、下記の点で前記実施例と異なる。

【００５０】両側のセル保持部材５のうちの一方に、セ
ル間流路ｙと孔５２とを連通する接続通路５７を形成し
てある。この接続通路５７は、セル保持部材５の薄肉部
分５４の中間部に間隙を設けることにより形成してあ
る。又、両側の集電板保持部材８のうち、接続通路５７
を形成したセル保持部材５と同じ側の集電板保持部材８
には、セル間流路ｙと孔８１とを連通する接続通路８２
を形成してある。尚、接続通路５７を形成したセル保持
部材５側においては、積層方向に隣接するセル保持部材
５の間にのみシール材６を充填する。

【００５１】両側のセル保持部材５のうちの一方に形成
された接続通路５７により、セル間流路ｙは開かれてい
る。即ち、セル内流路ｘが、セルＣにおける一対のセル
保持部材５が配置される端面において開けられ、一対の
セル保持部材５が配置されていない端面において閉じら
れている点では前記実施例と同じであるが、セル間流路
ｙが、セルＣのセル内流路ｘが閉じた端面側、及び、セ
ルＣのセル内流路ｘが開いた両端面の一方側において開
けてあり、セル内流路ｘが開いた両端面の他方側におい
て閉じている点で、前記実施例と異なる。尚、以下の説
明では、セル間流路ｙの開口のうち、セル内流路ｘが閉
じた端面側の開口をｙｉ、セル内流路ｘが開いた一方の
端面側の開口をｙｏと記載する。

【００５２】そして、接続通路５７を形成した方のセル
保持部材５の孔５２夫々がセルＣの積層方向に一連に連
なった通路を、排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２及び排
出用セル間流路用ガス通路Ｙ２として共用する共用ガス
通路Ｚとして使用する。以上が、セル集積体ＮＣを形成
するための積層構造において、上述の実施例と構成が異
なる点である。尚、セル集積体ＮＣの組立については、
図６及び図７に示す上述の実施例と同様の方法により行
う。

【００５３】次に、図１０ないし図１２に基づいて、燃
料電池の全体構成について説明する。上述のように構成
したセル積層体ＮＣを、燃料電池の設置箇所に配置した
支持用の基台１１上に載置し、さらに、セル集積体ＮＣ
を内装する状態で角筒状体１２を基台１１上に、又、角
筒状体１２の上に蓋体１３を取り付けてある。尚、基台
１１にて、角筒状体１２の下部開口、並びに、供給用セ
ル内流路用ガス通路Ｘ１及び共用ガス通路Ｚ夫々の下部
開口を閉塞し、蓋体１３にて、角筒状体１２の上部開
口、並びに、供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１及び共用
ガス通路Ｚ夫々の上部開口を閉塞している。

【００５４】つまり、基台１１、角筒状体１２及び蓋体
１３により箱状体Ｂを形成してあり、セル集積体ＮＣを
箱状体Ｂの内部に設けてある。上側の端子棒９は、蓋体
１３を気密状態で貫通させることにより、箱状体Ｂの外
部に突出させてあり、下側の端子棒９は、基台１１を気
密状態で貫通させることにより、箱状体Ｂの外部に突出
させてある。

【００５５】セル集積体ＮＣにおけるセルＣのセル内流
路ｘが閉じた両側面（以下、開放側面と称する）は、箱
状体Ｂの内部に臨む状態となり、セル間流路ｙの前記開
口ｙｉは、箱状体Ｂの内部に臨む状態となる。そこで、
箱状体Ｂの内部を供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１とし
て使用する。従って、セル間流路用ガスとしての燃料ガ
スは、供給用セル間流路用ガス通路Ｙ１により、両方の
開口ｙｉからセル間流路ｙに供給され、セル間流路ｙを
通流した後、前記開口ｙｏ即ちセル保持部材５に形成し
た接続通路５７を通じて、共用ガス通路Ｚに排出され
る。一方、セル内流路用ガスとしての酸素含有ガスは、
供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１から、セル内流路ｘに
供給され、セル内流路ｘを通流した後、共用ガス通路Ｚ
に排出される。そして、共用ガス通路Ｚに排出された酸
素含有ガス及び燃料ガスを共用ガス通路Ｚにおいて燃焼
させ、その燃焼熱によりセル集積体ＮＣを加熱する。

【００５６】供給用セル内流路用ガス通路Ｘ１にはセル
内流路用ガス供給管１５を、供給用セル間流路用ガス通
路Ｙ１にはセル間流路用ガス供給管１７を、共用ガス通
路Ｚには燃焼ガス排出管２３を夫々連通接続してある。

【００５７】〔第２別実施例〕図１３ないし図１４に基
づいて、本発明の第２別実施例を説明する。セルＣは、
上述の実施例と同様に構成してあるので、説明を省略す
る。上述の実施例と同様に、セルＣの両側の載置端縁部
夫々を両側のセル保持部材５夫々の切り込み部５１に載
置してセル集積体ＮＣを構成するが、図１３に示すよう
に、前記実施例において切り込み部５１に臨む状態で設
けた孔５２がなく、切り込み部５１がその延長部５１ａ
を介してセル保持部材５のセル外方側まで連通する点で
異なる。尚、セル集積体ＮＣの組立については、図７及
び図８に示す上述の実施例と同様の方法により行う。

【００５８】そして、組み上げたセル積層体ＮＣを、前
記実施例と同様に、箱状体Ｂの内部に設ける。ここで、
セル集積体ＮＣにおけるセルＣのセル内流路ｘは直接箱
状体Ｂの内部に対して開き、又、セル間流路ｙは切り込
み部５１の延長部５１ａを介して箱状体Ｂの内部に対し
て開いているので、箱状体Ｂの内部を区画して各流路
ｘ，ｙに対するガス通路を形成する。

【００５９】つまり、図１４に示すように、４つの隔壁
体２４を、積層状態の各セル保持部材５及び集電板保持
部材８の４角部の前記外方側当て付け面５ｋ，８ｋと、
箱状体Ｂの内面、即ち、基台１１の内面と角筒状体１２
の内面と蓋１３の内面とに接続する状態で設けて、箱状
体Ｂの内部を４つに区画している。そして、セル内流路
ｘが臨む２つの区画部分夫々を、供給用セル内流路用ガ
ス通路Ｘ１及び排出用セル内流路用ガス通路Ｘ２とし、
セル間流路ｙが臨む２つの区画部分夫々を、供給用セル
間流路用ガス通路Ｙ１及び排出用セル間流路用ガス通路
Ｙ２とする。

【００６０】〔他の別実施例〕次に他の別実施例を列記
する。上記実施例では、流路構成部材である導電性セパ
レータ４を三層板状体の酸素極２に臨む側に配置したセ
ルＣを例示したが、これに代えて、導電性セパレータ４
を三層板状体の燃料極３に臨む側に燃料極３との間に、
セル内流路ｘである燃料ガス流路ｆを形成すべく付設す
ることにより、セルＣを構成してもよい。そして、この
ように構成したセルＣの複数を、上記実施例と同様に積
層してセル集積体ＮＣを構成する。この場合、隣接する
セルＣ間のセル間流路ｙは、酸素含有ガス流路ｓとな
る。

【００６１】上記実施例では、セル内流路ｘが、セルＣ
における一対のセル保持部材５が配置される端面におい
て開けられ、一対のセル保持部材５が配置されていない
端面において閉じている例を説明したが、これに限るも
のではない。例えば、セル内流路ｘのセル端面での開閉
位置を上記実施例と逆の状態、即ち、セル内流路ｘが、
セルＣにおける一対のセル保持部材５が配置されていな
い端面において開けられ、一対のセル保持部材５が配置
される端面において閉じるようにしてもよい。尚、この
例では、セル内流路ｘがセル間流路ｙに連通するのを防
止する部材を、セル内流路ｘが開いた端面側の隣接セル
間に配置する等が必要になる。

【００６２】上記実施例では、シール材６を保持する溝
５５，５６を、セル保持部材５側に設けた例を説明した
が、セルＣ側に設けてもよい。

【００６３】上記実施例では、セル組立用の基準部材Ｊ
１，Ｊ２を板状に形成したが、板状に限らない。又、上
記実施例では、基準部材Ｊ１，Ｊ２を、燃料電池の設置
箇所とは別の組立箇所に設ける場合、即ち、基準部材Ｊ
１，Ｊ２を組立用の治具としてだけ使用するものを説明
したが、これ以外に、基準部材Ｊ１，Ｊ２を、燃料電池
の設置箇所に設けて、セル組立後もそのまま構造物とし
て設置するようにしてもよい。

【００６４】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】燃料電池のセル集積体の積層構造を示す分解斜
視図

【図２】燃料電池のセルの斜視図

【図３】燃料電池の横断平面図

【図４】第３図におけるイ−イ矢視図

【図５】第３図におけるロ−ロ矢視図

【図６】シール材の保持構造を示す要部断面図

【図７】セル集積体の組み立て時における燃料電池の横
断平面図

【図８】セル集積体の組み立て方法を示す斜視図

【図９】第１別実施例の燃料電池のセル集積体の積層構
造を示す分解斜視図

【図１０】第１別実施例の燃料電池の横断平面図

【図１１】第９図におけるト−ト矢視図

【図１２】第９図におけるチ−チ矢視図

【図１３】第２別実施例のセル保持部材を示す斜視図

【図１４】第２別実施例の燃料電池の横断平面図

【図１５】従来の燃料電池のセル集積体の積層構造を示
す分解斜視図

【図１６】従来の燃料電池のセル集積体の組み立て方法
を示す平面図

【符号の説明】

１ 電解質層 ２ 酸素極 ３ 燃料極 ４ 流路形成部材 ５ セル保持部材 ５１ 切り込み部 ５２ 孔 ５３ 内方側当て付け面 ５ｋ 外方側当て付け面 ５５，５６ 溝 ６ シール材 ｘ セル内流路 ｙ セル間流路 Ｃ セル Ｃｓ 傾斜面 Ｊ１ 基準部材 Ｊ１ａ 傾斜面 Ｊ２ 基準部材 Ｊ１ｂ 傾斜面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に酸素極（２）を備え且つ他方
   の面に燃料極（３）を備えた電解質層（１）と、前記酸
   素極（２）に臨む側又は前記燃料極（３）に臨む側のい
   ずれか一方に、セル内流路（ｘ）を形成すべく配置され
   る流路構成部材（４）とから矩形板状の燃料電池のセル
   （Ｃ）が構成され、 そのセル（Ｃ）における一方の向かい合う一対の端面側
   夫々に配置される一対のセル保持部材（５）に、前記セ
   ル（Ｃ）の厚さとほぼ同一深さに形成されて前記セル
   （Ｃ）の前記向かい合う一対の端面側の端縁部が載置さ
   れる切り込み部（５１）が設けられ、 前記セル（Ｃ）の複数が、前記セル保持部材（５）に保
   持されて、セル間流路（ｙ）を形成すべく互いに間隔を
   隔てた積層状態に並置され、 前記セル積層方向視において、前記セル（Ｃ）における
   前記セル保持部材（５）に載置される載置端縁部の両端
   夫々に、前記セル（Ｃ）の端縁側ほど互いに近接する傾
   斜面（Ｃｓ）が形成され、 前記セル積層方向視において、前記切り込み部（５１）
   に、前記セル（Ｃ）の前記傾斜面（Ｃｓ）夫々に密着す
   る一対の内方側当て付け面（５３）が、前記セル（Ｃ）
   の前記載置端縁部から離間するほど互いに近接する傾斜
   状に形成された燃料電池であって、 前記セル積層方向視において、前記各セル保持部材
   （５）の外面側の両端夫々に、前記セル（Ｃ）の前記載
   置端縁部から離間するほど互いに近接する傾斜面に形成
   された一対の外方側当て付け面（５ｋ）が設けられてい
   る燃料電池。
2. 【請求項２】 前記セル内流路（ｘ）が、前記セル
   （Ｃ）における前記一対のセル保持部材（５）が配置さ
   れる端面において開けられ、前記一対のセル保持部材
   （５）が配置されていない端面において閉じられ、 前記セル間流路（ｙ）が、前記セル（Ｃ）における前記
   セル内流路（ｘ）が開いた一対の端面側において閉じら
   れ、前記セル内流路（ｘ）が閉じた一対の端面側におい
   て開けられている請求項１記載の燃料電池。
3. 【請求項３】 前記セル（Ｃ）の前記載置端縁部と前記
   セル保持部材（５）の前記切り込み部（５１）との間、
   及び、前記セル（Ｃ）の前記傾斜面（Ｃｓ）夫々と前記
   セル保持部材（５）の前記内方側当て付け面（５３）と
   の間をシールするシール材（６）を保持する溝（５５，
   ５６）が、前記セル保持部材（５）側又は前記セル
   （Ｃ）側に設けられている請求項１又は２記載の燃料電
   池。
4. 【請求項４】 前記セル保持部材（５）に、前記切り込
   み部（５１）に臨み、且つ、前記セル（Ｃ）の積層方向
   に貫通する孔（５２）が形成されている請求項１、２又
   は３記載の燃料電池。
5. 【請求項５】 前記セル積層方向視において、前記一対
   のセル保持部材（５）夫々の前記一対の外方側当て付け
   面（５ｋ）と同じ傾斜角度に形成されて、セル積層方向
   に沿って延びる一対の傾斜面（Ｊ１ａ，Ｊ２ａ）を夫々
   備えた一対の基準部材（Ｊ１，Ｊ２）のうちの一方（Ｊ
   １）が、固定設置されるとともに、他方の基準部材（Ｊ
   ２）が、前記セル積層方向視において前記固定側の基準
   部材（Ｊ１）に対して接近離間移動操作自在に設けら
   れ、 前記固定側の基準部材（Ｊ１）に対して、前記一対のセ
   ル保持部材（５）の一方を当て付けた状態で、前記一対
   のセル保持部材（５）の各切り込み部（５１）に前記セ
   ル（Ｃ）の前記載置端縁部を載置するように前記セル
   （Ｃ）を組付け、１つのセル（Ｃ）を組付けるごとに、
   前記移動側の基準部材（Ｊ２）を前記固定側の基準部材
   （Ｊ１）に対して接近移動させて、複数のセル（Ｃ）を
   積層状態に組付ける請求項１〜４記載の燃料電池の組立
   方法。
6. 【請求項６】 前記基準部材（Ｊ１，Ｊ２）が、燃料電
   池の設置箇所とは別の組立箇所に設けられている請求項
   ５記載の燃料電池の組立方法。