JPH117973A - Fuel cell - Google Patents

Fuel cell

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JPH117973A
JPH117973A JP9159478A JP15947897A JPH117973A JP H117973 A JPH117973 A JP H117973A JP 9159478 A JP9159478 A JP 9159478A JP 15947897 A JP15947897 A JP 15947897A JP H117973 A JPH117973 A JP H117973A
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JP
Japan
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cell
oxygen
fuel
flow path
pair
Prior art date
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Pending
Application number
JP9159478A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isanori Akagi
功典 赤木
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH117973A publication Critical patent/JPH117973A/en
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the yield and productivity of fuel cells. SOLUTION: A plurality of cells C' for a fuel cell is divided into groups, each of which forms a stack of cells C' held on cell holding members F and has power take-off terminal parts L at both its ends in the cell-layered direction, which arrangement forms a plurality of stack units CM. These stack units CM define therein oxygen-side gas passages X communicating with oxygen- containing gas passages (s) or fuel-side gas passages (communicating with fuel gas passages (f), respectively. These stack units CM are juxtaposed so that their own terminal parts L are electrically connected to their adjacent terminal parts L and that oxygen-containing gas is fed to the oxygen-side gas passages X in parallel or fuel gas is fed to the fuel-side gas passages in parallel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電解質層の一方の
面に酸素極を備え且つ他方の面に燃料極を備えた燃料電
池のセルの複数が、前記酸素極に臨む側に酸素含有ガス
流路が形成され且つ前記燃料極に臨む側に燃料ガス流路
が形成される状態で、且つ、隣合うもの同士が導電状態
に接続される状態で、セル保持部材によって、互いに間
隔を隔てて保持されて積層状態に組み付けられた燃料電
池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel cell having an oxygen electrode on one side of an electrolyte layer and a fuel electrode on the other side, wherein an oxygen-containing gas is provided on a side facing the oxygen electrode. In a state where the flow path is formed and the fuel gas flow path is formed on the side facing the fuel electrode, and in a state where the adjacent ones are connected in a conductive state, the cell holding members are spaced apart from each other. The present invention relates to a fuel cell held and assembled in a stacked state.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかる燃料電池では、セル1個当たりの
起電力は小さいので、所望の出力電力を得るために、多
数(例えば、100〜300個)のセルを電気的に直列
接続する状態で積層状態に組み付けている。尚、このよ
うに、所望の出力電力を得るために多数のセルを電気的
に直列接続する状態で積層状態に組み付けたものを、以
下の説明ではセル積層体と称する場合がある。従来は、
セル積層体を構成する全てのセルを、一挙にセル保持部
材によって保持する状態で積層状態に組み付け、セル積
層方向の両端部に電力取り出し用の端子部を設けてい
た。そして、酸素含有ガス流路夫々に酸素含有ガスを流
し、燃料ガス流路夫々に燃料ガスを流すことにより発電
させて、端子部から電力を取り出すことにより、検査を
行っていた。尚、このような検査を、以下の説明では、
発電検査と略記する場合がある。
2. Description of the Related Art In such a fuel cell, since the electromotive force per cell is small, a large number (for example, 100 to 300) of cells are electrically connected in series in order to obtain a desired output power. Assembled in a laminated state. In this connection, in order to obtain desired output power, a large number of cells are electrically connected in series and assembled in a stacked state, and may be referred to as a cell stacked body in the following description. conventionally,
All the cells constituting the cell stack are assembled in a stacked state while being held at once by a cell holding member, and power extraction terminals are provided at both ends in the cell stacking direction. Inspection has been performed by causing an oxygen-containing gas to flow through each of the oxygen-containing gas flow paths, causing the fuel gas to flow through each of the fuel gas flow paths, thereby generating power, and extracting power from the terminals. In the following description, such an inspection will be described.
Sometimes abbreviated as power generation inspection.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、セルの中に
は所期の性能が得られない不良セルが有り、又、セル
を、酸素含有ガス流路及び燃料ガス流路を形成すべく、
セル保持部材によって互いに間隔を隔てて保持する状態
で組み付ける際には、例えば、酸素含有ガス流路や燃料
ガス流路からガスが漏洩するような不具合箇所が生じる
虞がある。そして、セル積層体を構成するセルの中に不
良セルが存在したり、セル積層体に不具合箇所が存在す
ると、燃料電池から所期の性能が得られないことにな
る。従って、そのような場合は、不良セルを特定して交
換したり、不具合箇所を特定して補修する必要がある。
However, some of the cells have defective cells for which the expected performance cannot be obtained, and the cells are formed to form an oxygen-containing gas flow path and a fuel gas flow path.
When assembling in a state where the cells are held at a distance from each other by the cell holding member, for example, there is a possibility that a defective portion such as gas leaking from the oxygen-containing gas passage or the fuel gas passage may occur. If a defective cell is present in the cells constituting the cell stack, or if there is a defective portion in the cell stack, the desired performance cannot be obtained from the fuel cell. Therefore, in such a case, it is necessary to specify and replace a defective cell or to specify and repair a defective portion.

【0004】しかしながら、従来では、セル積層体を構
成する全てのセルを一挙に組み付けるので、不良セルが
混ざったり、不具合箇所が生じる可能性が高く、生産歩
留りが低いという問題があった。又、発電検査によっ
て、所期の性能が得られない場合、不良セルや不具合箇
所の特定は容易ではなく、しかも、不良セルの交換作業
及び不具合箇所の補修作業が煩雑であり、これらが相ま
って、生産性が低いものとなっていた。
[0004] However, conventionally, since all the cells constituting the cell stack are assembled at once, there is a high possibility that defective cells are mixed or defective parts are generated, and the production yield is low. In addition, when the expected performance cannot be obtained by the power generation inspection, it is not easy to specify the defective cell or the defective portion, and furthermore, the work of replacing the defective cell and the work of repairing the defective portion are complicated. Productivity was low.

【0005】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、燃料電池の生産歩留り及び生産
性を向上することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the production yield and productivity of a fuel cell.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の特徴構
成によれば、セル積層体を構成する複数のセルが、複数
のグループに分割され、分割されたグループ夫々の複数
のセルが前記セル保持部材によって保持される状態で組
み付けられ、且つ、セル積層方向の両端部に電力取り出
し用の端子部が設けられることにより、スタックユニッ
トが形成され、それら複数のスタックユニットが、隣合
うもの同士が隣合う端子部同士で導電状態に接続される
状態で並置されることにより、セル積層体が形成され
る。スタックユニットを構成するセルの個数は、セル積
層体を構成するセルの個数よりも少ないので、スタック
ユニットにおいては、従来のようにセル積層体を構成す
る全てのセルを一挙に組み付ける場合に比べて、不良セ
ルが混ざったり、不具合箇所が生じる可能性が低く、従
って、スタックユニットの良品率は高くなる。そして、
スタックユニット単位で発電検査を行い、所期の性能が
得られるスタックユニットだけを上述のように並置すれ
ばよいので、生産歩留りを従来に比べて向上することが
できるようになった。
According to a feature configuration of the present invention, a plurality of cells constituting a cell stack are divided into a plurality of groups, and the plurality of cells in each of the divided groups is divided into a plurality of groups. A stack unit is formed by being assembled in a state of being held by the cell holding member, and by providing power extraction terminals at both ends in the cell stacking direction, a plurality of stack units are formed. Are juxtaposed in a state where they are connected to each other in a conductive state by adjacent terminal portions, whereby a cell stack is formed. Since the number of cells constituting the stack unit is smaller than the number of cells constituting the cell stack, in the stack unit, compared to the conventional case where all the cells constituting the cell stack are assembled at once. Therefore, the possibility that defective cells are mixed or a defective portion is less likely to occur, and therefore, the yield rate of the stack unit is increased. And
The power generation inspection is performed for each stack unit, and only the stack units having the expected performance can be juxtaposed as described above, so that the production yield can be improved as compared with the related art.

【0007】尚、発電検査のときには、酸素側ガス通路
を用いて、スタックユニットの複数のセル夫々の酸素含
有ガス流路に酸素含有ガスを供給したり、酸素含有ガス
流路から酸素側排ガスを排出させたり、又は、燃料側ガ
ス通路を用いて、スタックユニットの複数のセル夫々の
燃料ガス流路に燃料ガスを供給したり、燃料ガス流路か
ら燃料側排ガスを排出させたりすることができるので、
発電検査を簡単に行うことができる。
At the time of power generation inspection, an oxygen-containing gas is supplied to the oxygen-containing gas passage of each of the plurality of cells of the stack unit using the oxygen-side gas passage, or the oxygen-containing exhaust gas is supplied from the oxygen-containing gas passage. The fuel gas can be supplied to the fuel gas flow path of each of the plurality of cells of the stack unit using the fuel gas path, or the fuel exhaust gas can be discharged from the fuel gas flow path. So
Power generation inspection can be easily performed.

【0008】又、スタックユニットの発電検査で所期の
性能が得られない場合でも、スタックユニットを構成す
るセルの個数はセル積層体を構成するセルの個数よりも
少ないので、従来に比べて、不良セルや不具合箇所の特
定は簡単になり、しかも、不良セルの交換作業及び不具
合箇所の補修作業も簡単になる。従って、生産歩留りを
向上することができること、発電検査を簡単に行うこと
ができること、並びに、不良セルの交換作業及び不具合
箇所の補修作業を簡単に行うことができることが相まっ
て、従来に比べて生産性を向上することができるように
なった。
Further, even when the expected performance cannot be obtained in the power generation inspection of the stack unit, the number of cells constituting the stack unit is smaller than the number of cells constituting the cell stack, so Identifying a defective cell or a defective portion is simplified, and replacement of the defective cell and repair of the defective portion are also simplified. Therefore, the productivity can be improved, the power generation inspection can be easily performed, and the work of replacing the defective cell and the work of repairing the defective portion can be easily performed. Can be improved.

【0009】更に、酸素側ガス通路が設けられている場
合は、酸素側ガス通路は、燃料電池を構成する複数のス
タックユニットに対してスタックユニット毎に区画され
た状態で設けられていて、酸素含有ガスが複数の酸素側
ガス通路に対して並列的に供給されるので、各スタック
ユニットに対する酸素含有ガスの供給量をスタックユニ
ット間で一定にすることができる。燃料側ガス通路が設
けられている場合は、燃料側ガス通路は、燃料電池を構
成する複数のスタックユニットに対してスタックユニッ
ト毎に区画された状態で設けられていて、燃料ガスが複
数の燃料側ガス通路に対して並列的に供給されるので、
各スタックユニットに対する燃料ガスの供給量をスタッ
クユニット間で一定にすることができる。従って、燃料
電池の発電容量が変わって、それを構成するスタックユ
ニットの個数が変わっても、同じスタックユニットを用
いることができるので、燃料電池の発電容量にかかわら
ずスタックユニットを標準化することができるようにな
った。
Further, when the oxygen-side gas passage is provided, the oxygen-side gas passage is provided in a state where the plurality of stack units constituting the fuel cell are partitioned for each stack unit. Since the containing gas is supplied to the plurality of oxygen-side gas passages in parallel, the supply amount of the oxygen-containing gas to each stack unit can be made constant among the stack units. When the fuel-side gas passage is provided, the fuel-side gas passage is provided in a state where the fuel gas is divided into a plurality of stack units constituting the fuel cell for each stack unit. Since it is supplied in parallel to the side gas passage,
The supply amount of the fuel gas to each stack unit can be made constant among the stack units. Therefore, even if the power generation capacity of the fuel cell changes and the number of stack units constituting the fuel cell changes, the same stack unit can be used, so that the stack unit can be standardized regardless of the power generation capacity of the fuel cell. It became so.

【0010】ちなみに、本発明の発明者は、先に、図1
3に示すように、スタックユニットCM夫々に、前記セ
ル積層方向の両端部で開口した筒状のガス通路形成部X
pを設け、複数のスタックユニットCMを、筒状のガス
通路形成部Xpが互いに連通接続される状態で並置する
ことにより、各スタックユニットCMの筒状のガス通路
形成部Xpを前記セル積層方向に一連に連ならせて、燃
料電池を構成する複数のスタックユニットCMにて共用
する酸素側ガス通路X又は燃料側ガス通路Y(図14で
は、一対の酸素側ガス通路X)を形成する構成を提案し
た(特願平8−145728号参照)。図13中、Lは
端子部である。図13においては、一対の酸素側ガス通
路Xの一方に、酸素側給気路51を連通接続して、その
酸素側ガス通路Xを供給用酸素側ガス通路Xiとして使
用し、並びに、一対の酸素側ガス通路Xの他方に、酸素
側排気路52を連通接続して、その酸素側ガス通路Xを
排出用酸素側ガス通路Xeとして使用するように構成し
てある。この場合は、スタックユニット毎に酸素側ガス
通路や燃料側ガス通路を区画形成する必要がなく、しか
も、燃料電池に対して、1ヵ所から酸素含有ガス又は燃
料ガスを供給できるという利点がある。しかしながら、
この場合は、燃料電池の発電容量が変わってそれを構成
するスタックユニットの個数が変わっても、各スタック
ユニットに対する酸素含有ガスや燃料ガスの供給量をス
タックユニット間で一定にするためには、1個の酸素側
ガス通路又は燃料側ガス通路に対するスタックユニット
の位置に応じて、筒状のガス通路形成部Xpの通路横断
面積を変える必要があり、スタックユニットを標準化で
きないという欠点がある。
By the way, the inventor of the present invention first described FIG.
As shown in FIG. 3, each of the stack units CM has a cylindrical gas passage forming portion X opened at both ends in the cell stacking direction.
p, and a plurality of stack units CM are juxtaposed in such a state that the cylindrical gas passage forming portions Xp are connected to each other, so that the cylindrical gas passage forming portions Xp of each stack unit CM are aligned in the cell stacking direction. To form an oxygen-side gas passage X or a fuel-side gas passage Y (a pair of oxygen-side gas passages X in FIG. 14) shared by a plurality of stack units CM constituting a fuel cell. (See Japanese Patent Application No. 8-145728). In FIG. 13, L is a terminal portion. In FIG. 13, an oxygen-side gas supply passage 51 is connected to one of a pair of oxygen-side gas passages X, and the oxygen-side gas passage X is used as a supply oxygen-side gas passage Xi. The other side of the oxygen-side gas passage X is connected to an oxygen-side exhaust passage 52 so that the oxygen-side gas passage X is used as a discharge oxygen-side gas passage Xe. In this case, there is an advantage that it is not necessary to form the oxygen-side gas passage and the fuel-side gas passage for each stack unit, and that the oxygen-containing gas or the fuel gas can be supplied to the fuel cell from one place. However,
In this case, even if the power generation capacity of the fuel cell changes and the number of stack units constituting the fuel cell changes, in order to keep the supply amount of the oxygen-containing gas or the fuel gas to each stack unit constant between the stack units, It is necessary to change the passage cross-sectional area of the cylindrical gas passage forming portion Xp according to the position of the stack unit with respect to one oxygen-side gas passage or fuel-side gas passage, and there is a disadvantage that the stack unit cannot be standardized.

【0011】請求項2に記載の特徴構成によれば、スタ
ックユニットを構成する複数のセルが、複数のグループ
に分割され、分割されたグループ夫々の複数のセルがセ
ル保持部材によって保持される状態で組み付けられるこ
とにより、セルユニットが形成され、それら複数のセル
ユニットが並置されることにより、スタックユニットが
形成されている。セルユニットを構成するセルの個数
は、スタックユニットを構成するセルの個数よりも少な
いので、セルユニットにおける不具合箇所の発生率は、
スタックユニットにおける不具合箇所の発生率よりも低
い。そして、セルユニット単位でガス漏洩検査を行い、
不具合箇所の無いセルユニットだけを上述のように並置
してスタックユニットを形成すればよいので、スタック
ユニットの良品率が更に高くなり、その結果、生産歩留
りを更に向上することができるようになった。
According to the second aspect, the plurality of cells constituting the stack unit are divided into a plurality of groups, and the plurality of cells in each of the divided groups are held by the cell holding member. To form a cell unit, and a plurality of cell units are juxtaposed to form a stack unit. Since the number of cells constituting the cell unit is smaller than the number of cells constituting the stack unit, the occurrence rate of the defective portion in the cell unit is:
It is lower than the rate of occurrence of defective points in the stack unit. Then, a gas leak inspection is performed for each cell unit,
Since it is sufficient to form the stack unit by juxtaposing only the cell units having no defective portions as described above, the yield rate of the stack unit is further increased, and as a result, the production yield can be further improved. .

【0012】又、セルユニットのガス漏洩検査で不具合
が生じた場合でも、不具合箇所の特定は、スタックユニ
ットにおけるよりも更に簡単になるので、請求項1に記
載の特徴構成によるよりも、更に生産性を向上すること
ができるようになった。
Further, even if a failure occurs in the gas leak inspection of the cell unit, the location of the failure can be more easily specified than in the stack unit. Can be improved.

【0013】請求項3に記載の特徴構成によれば、セル
に酸素含有ガス流路形成用の流路部材を付設し、そのよ
うに流路部材を付設した矩形板状の流路部材付きセル
を、セル保持部材によって、互いに間隔を隔てて保持さ
れる状態で積層状態に組み付け、且つ、流路部材付きセ
ル同士の間に、気体の通流を許容する状態に形成された
柔軟性導電材を充填して、柔軟性導電材が充填された流
路部材付きセル同士の間を燃料ガス流路として機能させ
る。流路部材の付設作業は、セル単位で行うので、酸素
含有ガス流路からガス漏洩がないように確実に作業をす
ることができる。そして、そのように流路部材が付設さ
れた流路部材付きセルを、セル保持部材によって保持さ
れる状態で組み付けるので、不具合箇所の発生率を更に
低くすることができ、その結果、請求項1又は2に記載
の特徴構成によるよりも、更に生産歩留りを向上するこ
とができるようになった。
According to the characteristic configuration of the third aspect, the cell with the flow path member for forming the oxygen-containing gas flow path is provided in the cell, and the rectangular plate-shaped cell with the flow path member is provided with the flow path member. Are assembled in a stacked state in a state where they are held apart from each other by a cell holding member, and a flexible conductive material is formed between the cells with flow path members so as to allow gas to flow therethrough. To make the space between the cells with the flow path member filled with the flexible conductive material function as a fuel gas flow path. Since the work of attaching the flow path member is performed on a cell-by-cell basis, the work can be reliably performed without gas leakage from the oxygen-containing gas flow path. Then, since the cell with the flow path member provided with the flow path member is assembled in a state where the cell is held by the cell holding member, the occurrence rate of defective portions can be further reduced, and as a result, Alternatively, the production yield can be further improved as compared with the characteristic configuration described in 2.

【0014】又、燃料電池の運転に伴って、セル積層体
の温度が上昇して流路部材付きセルやセル保持部材等に
反りが生じても、柔軟性導電材とその両側夫々の流路部
材付きセルとの接触状態を良好に維持して、隣接するセ
ル同士の電気的接続状態を常に良好に保つことができる
ので、請求項1又は2に記載の特徴構成により得られる
効果に加えて、燃料電池における電力のロスを抑制する
ことができるという効果を奏する。又、セル積層体の温
度上昇に伴って、流路部材付きセルやセル保持部材等が
膨張したり反ったりしても、柔軟性導電材によって応力
が発生するのを抑制することができるので、請求項1又
は2に記載の特徴構成によるよりも、更に燃料電池の信
頼性を向上することができるようになった。
Even if the temperature of the cell stack rises with the operation of the fuel cell and the cell with the flow path member or the cell holding member is warped, the flexible conductive material and the flow path on each side thereof are provided. Since the state of contact with the member-equipped cell can be kept good and the state of electrical connection between adjacent cells can always be kept good, in addition to the effects obtained by the characteristic configuration according to claim 1 or 2, This has the effect that power loss in the fuel cell can be suppressed. Also, as the temperature of the cell stack increases, even if the cells with flow path members or the cell holding members expand or warp, the generation of stress by the flexible conductive material can be suppressed, The reliability of the fuel cell can be further improved as compared with the configuration according to the first or second aspect.

【0015】請求項4に記載の特徴構成によれば、スタ
ックユニットを形成するのと同時に、セル積層方向に並
ぶセル保持部材夫々の孔がセル積層方向に一連に連なっ
た通路を形成することができ、その通路におけるセル積
層方向の両端部を閉塞部材にて閉塞することにより、ス
タックユニット毎に区画された酸素側ガス通路を一対形
成することができる。そして、一対の酸素側ガス通路の
うちの一方に、ガス通路内に酸素含有ガスを供給する酸
素側給気路が、他方に、酸素含有ガス流路夫々からの排
ガスをガス通路外に排出する酸素側排気路が連通接続さ
れる。従って、スタックユニットに、酸素含有ガス流路
夫々に酸素含有ガスを供給するための供給用酸素側ガス
通路、及び、酸素含有ガス流路夫々からの酸素側排ガス
を外部に排出させるための排出用酸素側ガス通路の両方
を、簡単な作業で設けることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to form a passage in which the holes of the cell holding members arranged in the cell stacking direction are continuously connected in the cell stacking direction at the same time when the stack unit is formed. By closing both ends of the passage in the cell stacking direction with a closing member, a pair of oxygen-side gas passages defined for each stack unit can be formed. Then, one of the pair of oxygen-side gas passages has an oxygen-side gas supply passage for supplying the oxygen-containing gas into the gas passage, and the other discharges exhaust gas from each of the oxygen-containing gas passages to the outside of the gas passage. The oxygen side exhaust path is connected in communication. Therefore, a supply oxygen-side gas passage for supplying an oxygen-containing gas to each of the oxygen-containing gas passages, and a discharge for discharging the oxygen-side exhaust gas from each of the oxygen-containing gas passages to the stack unit. Both oxygen-side gas passages can be provided with a simple operation.

【0016】請求項5に記載の特徴構成によれば、スタ
ックユニットにおいて、セル積層方向視における周部に
形成される4つ面部のうち、一方の対向する一対の面部
は、燃料ガス流路夫々が開かれているので、その面部
に、燃料側ガス通路を区画形成すべくガス通路形成部材
を設ける。従って、スタックユニットには、酸素側ガス
通路に加えて、燃料側ガス通路も設けてあるので、その
燃料側ガス通路を用いて、スタックユニットの複数のセ
ル夫々の燃料ガス流路に燃料ガスを供給したり、燃料ガ
ス流路から燃料側排ガスを排出させたりすることができ
るので、発電検査を一層簡単に行うことができる。
According to the characteristic configuration of the present invention, in the stack unit, one of a pair of opposed face portions among the four face portions formed on the peripheral portion as viewed in the cell stacking direction is a fuel gas flow path. Is opened, a gas passage forming member is provided on the surface of the gas passage to define a fuel-side gas passage. Therefore, the stack unit is provided with a fuel gas passage in addition to the oxygen gas passage, and the fuel gas is supplied to the fuel gas passage of each of the plurality of cells of the stack unit using the fuel gas passage. Since power can be supplied and the fuel-side exhaust gas can be discharged from the fuel gas flow path, the power generation inspection can be performed more easily.

【0017】請求項6に記載の特徴構成によれば、酸素
側給気路又は酸素側排気路は、筒状部に接続される構成
であるので、積層状態となったセル保持部材に接続する
のに比べて、接続構成が簡単である。又、積層状態とな
ったセル保持部材に接続する場合のように、セル保持部
材において、酸素側給気路又は酸素側排気路が接続され
る部分に対応するものを他の部分に対応するものと異な
らせる必要がなく、セル保持部材を標準化することがで
きる。従って、生産性を一層向上することができるよう
になった。
According to the sixth aspect of the present invention, since the oxygen-side air supply passage or the oxygen-side exhaust passage is configured to be connected to the cylindrical portion, it is connected to the stacked cell holding members. The connection configuration is simpler. In addition, as in the case where the cell holding member is connected to the stacked cell holding member, a cell holding member corresponding to a portion to which an oxygen-side air supply passage or an oxygen-side exhaust passage is connected corresponds to another portion. Therefore, the cell holding member can be standardized. Therefore, the productivity can be further improved.

【0018】請求項7に記載の特徴構成によれば、スタ
ックユニットを、複数のセルが積層状態に組み付けられ
たセル群の複数が並置される状態で形成することがで
き、そのようなスタックユニットの複数をセル積層方向
に並置することにより、同時に、複数のセル積層体を形
成することができる。つまり、燃料電池は、基本的に
は、複数のセルを電気的に直列接続する状態で積層状態
に組み付けて構成するものであり、セルの面積を大にす
るほど燃料電池の出力電力を大にすることができる。一
方、セルの面積を大にすることは、製作面あるいはコス
ト面から限度がある。そこで、上述のようにスタックユ
ニットを構成すると、セルの面積の大型化を回避しなが
ら燃料電池の大出力化を図ることができ、そのように大
出力化を図った燃料電池においても、本発明を実施する
ことができる。
According to the characteristic configuration of the present invention, the stack unit can be formed in a state in which a plurality of cell groups in which a plurality of cells are assembled in a stacked state are juxtaposed. Are arranged side by side in the cell stacking direction, so that a plurality of cell stacks can be formed simultaneously. In other words, a fuel cell is basically constructed by assembling a plurality of cells in a stacked state in a state of being electrically connected in series.The larger the cell area, the larger the output power of the fuel cell. can do. On the other hand, increasing the cell area has a limit in terms of manufacturing or cost. Therefore, when the stack unit is configured as described above, it is possible to increase the output of the fuel cell while avoiding an increase in the cell area. Can be implemented.

【0019】更に、セル列においては、列方向に隣接す
る流路部材付きセルの酸素含有ガス流路は、間用セル保
持部材の連通接続部によって連通しているので、酸素側
ガス通路を用いて、セル列の全ての流路部材付きセル夫
々の酸素含有ガス流路に燃料ガスを供給したり、酸素含
有ガス流路から酸素側排ガスを排出させたりすることが
できる。従って、複数のセル積層体を設けながらも、酸
素含有ガスの給排構成を簡略化することができる。
Further, in the cell row, since the oxygen-containing gas flow paths of the cells with flow path members adjacent in the row direction communicate with each other by the communication connection portion of the intermediate cell holding member, the oxygen-side gas passage is used. Thus, the fuel gas can be supplied to the oxygen-containing gas passages of all the cells with the passage members in the cell row, and the oxygen-side exhaust gas can be discharged from the oxygen-containing gas passages. Therefore, the supply / discharge configuration of the oxygen-containing gas can be simplified while providing a plurality of cell stacks.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

〔第1実施形態〕以下、図1ないし図7に基づいて、本
発明の第1の実施の形態を説明する。固体電解質層1の
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
えた燃料電池のセルC’の複数を、酸素極2に臨む側に
酸素含有ガス流路sが形成され且つ燃料極3に臨む側に
燃料ガス流路fが形成される状態で、且つ、隣合うもの
同士が導電状態に接続される状態で、セル保持部材Fに
よって互いに間隔を隔てて保持して積層状態に組み付け
ることにより、セル積層体NCを形成してある。
[First Embodiment] Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A plurality of cells C 'of a fuel cell having an oxygen electrode 2 on one surface of the solid electrolyte layer 1 and a fuel electrode 3 on the other surface are formed with an oxygen-containing gas flow path s on the side facing the oxygen electrode 2. In a state where the fuel gas flow path f is formed on the side facing the fuel electrode 3 and in a state where adjacent ones are connected to each other in a conductive state, the cells are held at an interval from each other by the cell holding member F. By assembling in a stacked state, a cell stacked body NC is formed.

【0021】セル積層体NCを構成する複数のセルC’
を、複数のグループに分割し、分割したグループ夫々の
複数のセルC’がセル保持部材Fによって保持される状
態で組み付け、且つ、セル積層方向の両端部に電力取り
出し用の端子部Lを設けることにより、スタックユニッ
トCMを形成する。それら複数のスタックユニットCM
夫々に、酸素含有ガス流路s夫々に連通する一対の酸素
側ガス通路X、及び、燃料ガス流路f夫々に連通する燃
料側ガス通路Yを、スタックユニット毎に区画する状態
で設ける。そして、それら複数のスタックユニットCM
を、隣合うもの同士が隣合う端子部L同士で導電状態に
接続される状態で並置することにより、セル積層体NC
を形成してある。
A plurality of cells C 'constituting the cell stack NC
Is divided into a plurality of groups, assembled in a state where the plurality of cells C ′ of each of the divided groups are held by the cell holding member F, and terminal portions L for power extraction are provided at both ends in the cell stacking direction. Thus, a stack unit CM is formed. Those multiple stack units CM
A pair of oxygen-side gas passages X communicating with each of the oxygen-containing gas passages s and a fuel-side gas passage Y communicating with each of the fuel gas passages f are provided so as to be partitioned for each stack unit. And the plurality of stack units CM
Are arranged side by side in such a manner that adjacent ones are connected to each other in a conductive state by adjacent terminal portions L, so that the cell stack NC
Is formed.

【0022】更に、スタックユニットCMにおける複数
のセルC’を、複数のグループに分割し、分割したグル
ープ夫々の複数のセルC’がセル保持部材Fによって保
持される状態で組み付けることにより、セルユニットC
Uを形成し、それら複数のセルユニットCUを並置する
ことにより、スタックユニットCMを形成してある。
Further, the plurality of cells C 'in the stack unit CM are divided into a plurality of groups, and the plurality of cells C' of each of the divided groups are assembled in a state where they are held by the cell holding members F. C
U is formed, and a plurality of cell units CU are juxtaposed to form a stack unit CM.

【0023】先ず、図1に基づいて、燃料電池のセル
C’について説明する。平面形状が矩形板状の固体電解
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1
a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三層
板状のセルC’を形成してある。
First, the cell C 'of the fuel cell will be described with reference to FIG. On one surface of the solid electrolyte layer 1 having a rectangular plate-like planar shape, each of a pair of opposed side edges of the solid electrolyte layer 1 is provided with an electrolyte layer exposed portion 1 extending over the entire length of the side edge.
a, a film-shaped or plate-shaped fuel electrode 3 is integrally adhered thereto, and a film-shaped or plate-shaped fuel electrode 3 is formed on the other surface.
On the whole or almost the whole surface,
A rectangular three-layer plate-shaped cell C ′ for obtaining an electromotive force from the oxygen electrode 2 and the fuel electrode 3 is formed.

【0024】そして、セルC’における酸素極2に臨む
側に、酸素含有ガス流路sを形成すべく、流路部材とし
ての導電性セパレータ4を付設して、矩形板状の流路部
材付きセルとしてのセパレータ付セルCを形成してあ
る。
On the side of the cell C 'facing the oxygen electrode 2, a conductive separator 4 is provided as a flow path member to form an oxygen-containing gas flow path s. A cell C with a separator as a cell is formed.

【0025】更に説明を加えると、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4bと、それら一対の帯状突起部4
b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夫々がセルC’の酸素極2と接触
する状態で、一対の帯状突起部4b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、セパレータ付セ
ルCを形成してある。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、セパレータ付セルCにおけ
る一方の向かい合う一対の端面において開いた酸素含有
ガス流路sを形成してある。つまり、セパレータ付セル
Cは、導電性セパレータ4によって、一方の向かい合う
一対の端面が酸素含有ガス流路sが開いた開口端面とな
り、他方の向かい合う一対の端面が酸素含有ガス流路s
が閉じた閉塞端面となるように構成してある。尚、以下
の説明においては、セパレータ付セルCにおいて、酸素
含有ガス流路sが開いた端縁を開口端縁、酸素含有ガス
流路sが開いた端面を開口端面、及び、酸素含有ガス流
路sが閉じた端面を閉塞端面と夫々略記する。
To further explain, the conductive separator 4
Are a plate-like portion 4a, a pair of band-like protrusions 4b respectively located at both ends of the plate-like portion 4a, and a pair of the band-like protrusions 4b.
and a plurality of protruding ridges 4c positioned between the conductive members. The conductive separator 4
In a state in which each of the plurality of ridges 4c is in contact with the oxygen electrode 2 of the cell C ′, a pair of band-shaped protrusions 4b are attached to each of the electrolyte layer exposed portions 1a to form the cell C with separator. I have. Then, the oxygen electrode 2 and the conductive separator 4 are connected in a conductive state, and the oxygen-containing gas flow opened between the oxygen electrode 2 and the conductive separator 4 at one of a pair of opposite end faces of the cell C with separator. A path s is formed. That is, in the cell C with separator, one pair of opposed end surfaces is an open end surface in which the oxygen-containing gas flow path s is opened by the conductive separator 4, and the other pair of opposed end surfaces is the oxygen-containing gas flow path s.
Is a closed closed end face. In the following description, in the cell C with separator, the edge where the oxygen-containing gas flow path s is open is the open edge, the end face where the oxygen-containing gas flow path s is open is the open end face, and the oxygen-containing gas flow The end faces where the path s is closed are abbreviated as closed end faces.

【0026】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、詳しくは後述するが、セパ
レータ付セルCの閉塞端面の両端部夫々に、傾斜部Cs
を形成してある。固体電解質層1は、3〜10モル%程
度のY2 3 を固溶させた正方晶又は立方晶のZrO2
から成り、酸素極2はLaMnO3 から成り、燃料極3
はNiとZrO2 のサーメットから成る。又、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La
CrO3から成る。
The four corners of the conductive separator 4, the solid electrolyte layer 1 and the fuel electrode 3 are cut off and inclined so that the closed end face of the cell C with separator will be described in detail later. At both ends of the sloping part Cs
Is formed. The solid electrolyte layer 1 is a tetragonal or cubic ZrO 2 in which about 3 to 10 mol% of Y 2 O 3 is dissolved.
The oxygen electrode 2 is made of LaMnO 3 and the fuel electrode 3
Consists of a cermet of Ni and ZrO 2 . Further, the conductive separator 4 is made of La having excellent resistance to oxidation and reduction.
Consisting of CrO 3.

【0027】以下、図2ないし図7に基づいて、上述の
ように形成したセパレータ付セルCを用いてセル積層体
NCを形成する方法を説明する。図中の5は、セパレー
タ付セルCにおける一対の開口端縁夫々に配置する矩形
板状のセル保持部材である。このセル保持部材5には、
セパレータ付セルCの開口端縁を入れる差し込み部とし
て機能させる切り込み部5aと、その切り込み部5aに
臨み、且つ、セル保持部材5の厚さ方向に貫通する孔5
bを形成してある。切り込み部5aには、その切り込み
部5aに入れられるセパレータ付セルCの開口端縁の両
端夫々に隣接する閉塞端面に夫々密着させる一対の当て
付け面5cを備えさせてあり、又、切り込み部5aは、
セパレータ付セルCの厚さと略同一深さに形成してあ
る。更に、一対の当て付け面5cを、セル保持部材5の
厚さ方向視において、セパレータ付セルCの開口端縁か
ら離間するほど互いに近接する傾斜状に形成してあり、
その傾斜状の当て付け面5cに密着させることが可能な
ように、セパレータ付セルCの閉塞端面の両端夫々に、
傾斜部Csを形成してある。
Hereinafter, a method of forming the cell stack NC using the cells C with separator formed as described above will be described with reference to FIGS. Reference numeral 5 in the drawing denotes a rectangular plate-shaped cell holding member disposed at each of a pair of opening edges of the cell C with separator. This cell holding member 5 includes:
A notch portion 5a functioning as an insertion portion for inserting an opening edge of the cell C with a separator; and a hole 5 facing the notch portion 5a and penetrating in the thickness direction of the cell holding member 5.
b is formed. The notch portion 5a is provided with a pair of contact surfaces 5c that are respectively brought into close contact with the closed end surfaces adjacent to both ends of the opening edge of the cell C with separator to be inserted into the notch portion 5a. Is
It is formed at substantially the same depth as the thickness of the cell C with separator. Further, the pair of contact surfaces 5c are formed so as to be closer to each other as the distance from the opening edge of the cell C with separator is increased in the thickness direction of the cell holding member 5,
Each of both ends of the closed end face of the cell with separator C is provided so as to be able to adhere to the inclined contact surface 5c.
An inclined portion Cs is formed.

【0028】又、セル保持部材5の切り込み部5aの内
面には、後述するシール材を充填するための溝5eを形
成してある。更に、図示しないが、セル保持部材5にお
ける切り込み部5aの形成面とは反対側の面にも、前記
厚さ方向視において切り込み部5aの内面の溝5eに重
なる状態で、同様の溝5eを形成してある。又、セル保
持部材5における切り込み部5aを形成した端面には、
後述する燃料側ガス通路Y形成用の凹溝5fを形成して
ある。
Further, a groove 5e for filling a sealing material described later is formed on the inner surface of the cutout 5a of the cell holding member 5. Further, although not shown, a similar groove 5e is also formed on the surface of the cell holding member 5 opposite to the surface on which the cut portion 5a is formed so as to overlap the groove 5e on the inner surface of the cut portion 5a in the thickness direction. It is formed. In addition, the end face of the cell holding member 5 where the cutout portion 5a is formed,
A concave groove 5f for forming a fuel-side gas passage Y described later is formed.

【0029】図2に基づいて、セルユニットCUを形成
する方法について説明する。5枚のセパレータ付セルC
を、夫々の燃料極3を切り込み部5aの外側に向けて、
夫々の両側の開口端縁夫々を一対のセル保持部材5夫々
の切り込み部5aに入れた状態で、一対のセル保持部材
5に保持させて積層状態に並置し、並びに、セル積層方
向に隣接するセパレータ付セルC間に、気体の通流を許
容する状態に形成した柔軟性導電材7を充填してある。
更に、セル積層方向において、セパレータ付セルCの燃
料極3が露出する端部には、その燃料極3に対する燃料
ガス流路fを形成するために、その端部に位置する一対
のセル保持部材5夫々に夫々重ねる状態で、一対のセル
保持部材8夫々を設けてある。セル保持部材8は、前記
セル積層方向視における外形形状が、セル保持部材5と
同様となる矩形板状に形成するとともに、前記セル積層
方向視において、セル保持部材5の孔5bに重なる状態
で孔8bを、及び、凹溝5fに重なる状態で凹溝8fを
夫々形成してある。
A method for forming the cell unit CU will be described with reference to FIG. 5 cells with separator C
With the respective fuel electrodes 3 directed outside the cutout portion 5a,
In a state where the opening edges on both sides are inserted into the notches 5a of each of the pair of cell holding members 5, they are held by the pair of cell holding members 5 and juxtaposed in a stacked state, and are adjacent to each other in the cell stacking direction. The space between the cells C with separators is filled with a flexible conductive material 7 formed to allow gas flow.
Furthermore, in the cell stacking direction, a pair of cell holding members located at the end where the fuel electrode 3 is exposed at the end where the fuel electrode 3 is exposed to form a fuel gas flow path f for the fuel electrode 3. A pair of cell holding members 8 are provided so as to be superimposed on each of the five. The cell holding member 8 is formed in a rectangular plate shape having the same outer shape as the cell holding member 5 when viewed in the cell stacking direction, and is overlapped with the hole 5b of the cell holding member 5 when viewed in the cell stacking direction. The groove 8f is formed so as to overlap the hole 8b and the groove 5f.

【0030】セルユニットCUを形成する際には、セル
保持部材5の溝5e内、セル積層方向に隣接するセル保
持部材5間、及び、セル保持部材5及びセル保持部材8
の間に、図2中において破線6にて示す如く、シール材
を充填する。又、セパレータ付セルCの開口端縁をセル
保持部材5の切り込み部5aに入れる際には、セル保持
部材5をセパレータ付セルCの開口端縁に対して押し付
けることにより、セパレータ付セルCの両側の閉塞端面
の傾斜部Cs夫々に、当て付け面5cを夫々密着させ
る。
When the cell unit CU is formed, the inside of the groove 5e of the cell holding member 5, between the cell holding members 5 adjacent in the cell stacking direction, and between the cell holding members 5 and 8 are formed.
During this time, a sealing material is filled as shown by a broken line 6 in FIG. When the opening edge of the cell C with separator is inserted into the notch 5a of the cell holding member 5, the cell holding member 5 is pressed against the opening edge of the cell C with separator, whereby the cell C with separator is pressed. The contact surfaces 5c are brought into close contact with the respective inclined portions Cs of the closed end surfaces on both sides.

【0031】柔軟性導電材7は、耐熱性、耐還元性に優
れたNiのフェルト状材から成り、気体の通流を許容す
る状態に形成してある。又、セル保持部材5及びセル保
持部材8は、耐熱性及び電気絶縁性を備えたセラミック
材から成る。又、シール材は、ガラス材あるいはセラミ
ック材を主成分にして成り、耐熱性及び電気絶縁性を備
え、1000°C程度に加熱することにより、接着作用
するととも気密性を備えるように構成してある。そし
て、上述のように組み付けた積層構造物を、窒素ガス雰
囲気にて、1000°C程度に加熱することにより、シ
ール部材の接着作用により一体化して、セルユニットC
Uを形成する。
The flexible conductive material 7 is made of a Ni felt-like material having excellent heat resistance and reduction resistance, and is formed so as to allow gas flow. The cell holding members 5 and 8 are made of a ceramic material having heat resistance and electrical insulation. Further, the sealing material is mainly composed of a glass material or a ceramic material, has heat resistance and electric insulation, and is configured to have an adhesive effect and airtightness by heating to about 1000 ° C. is there. Then, the laminated structure assembled as described above is heated to about 1000 ° C. in a nitrogen gas atmosphere to be integrated by the adhesive action of the sealing member, thereby forming the cell unit C.
Form U.

【0032】つまり、切り込み部5a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5d
により、セル積層方向に隣接するセパレータ付セルC間
の間隔を保持し、その薄肉部分5dにより隣接セパレー
タ付セルC間の両側面を仕切ることにより、セパレータ
付セルC間に燃料ガス流路fを形成し、柔軟性導電材7
により、セル積層方向に隣接するセパレータ付セルCを
導電状態に接続している。又、セパレータ付セルCにお
ける酸素含有ガス流路sが開いた開口端部の周部に、そ
のセパレータ付セルCを入れているセル保持部材5の薄
肉部分5d及び一対の当て付け面5c、並びに、隣接す
るセル保持部材5の裏面をシール材を介在させた状態で
密着させることにより、酸素含有ガス流路sと燃料ガス
流路fとを気密状態に仕切ってある。燃料ガス流路f
は、セパレータ付セルCの両方の開口端面側において閉
じてあり、セパレータ付セルCの両方の閉塞端面側にお
いて開けてある。従って、一対のセル保持部材5及び一
対のセル保持部材8が、セルC’を互いに間隔を隔てた
状態で保持するセル保持部材Fとして機能する。
That is, the thin portion 5d of the cell holding member 5 which is left by forming the cut portion 5a is thin.
By maintaining the interval between the cells C with separators adjacent in the cell stacking direction, the fuel gas flow path f is formed between the cells C with separators by partitioning both side surfaces between the cells C with separators by the thin portion 5d. Formed and flexible conductive material 7
Thereby, the cells C with separator adjacent in the cell stacking direction are connected in a conductive state. In addition, a thin portion 5d and a pair of contact surfaces 5c of the cell holding member 5 containing the cell C with separator are provided around the open end of the cell C with separator where the oxygen-containing gas flow path s is open. The oxygen-containing gas flow path s and the fuel gas flow path f are hermetically sealed by bringing the back surface of the adjacent cell holding member 5 into close contact with a sealing material interposed therebetween. Fuel gas flow path f
Are closed on both open end faces of the cell C with separator and open on both closed end faces of the cell C with separator. Therefore, the pair of cell holding members 5 and the pair of cell holding members 8 function as a cell holding member F that holds the cells C ′ at a distance from each other.

【0033】セルユニットCUにおいて、セル保持部材
5夫々の孔5b及びセル保持部材8の孔8bがセル積層
方向に一連に連なって形成される通路xが二つ形成され
る。そして、一方の通路xから、酸素含有ガスを酸素含
有ガス流路s夫々に供給するにより、ガス漏洩検査を行
う。
In the cell unit CU, two passages x are formed in which the holes 5b of the cell holding members 5 and the holes 8b of the cell holding members 8 are continuously connected in the cell stacking direction. Then, an oxygen-containing gas is supplied from one of the passages x to each of the oxygen-containing gas flow paths s to perform a gas leakage inspection.

【0034】次に、図3及び図4に基づいて、スタック
ユニットCMを形成する方法について説明する。複数
(例えば5個)のセルユニットCUを、互いの間に柔軟
性導電材7を充填した状態で並置し、且つ、セル積層方
向両端部に端子部Lを設けることによりスタックユニッ
トCMを形成する。
Next, a method for forming the stack unit CM will be described with reference to FIGS. A stack unit CM is formed by arranging a plurality of (for example, five) cell units CU in a state where the flexible conductive material 7 is filled therebetween, and providing terminal portions L at both ends in the cell stacking direction. .

【0035】尚、複数のセルユニットCUを並置するに
当たっては、セル積層方向両端部のうち、セル保持部材
5が臨む端部に、一対のセル保持部材8を一対のセル保
持部材5に重ねる状態で設けてある。スタックユニット
CMにおいて、セル保持部材5夫々の凹溝5f及びセル
保持部材8夫々の凹溝8fをセル積層方向に一連に連な
らせて、後述する燃料側ガス通路Y形成用の凹溝Mを一
対形成してある。
When a plurality of cell units CU are juxtaposed, a pair of cell holding members 8 are superposed on the pair of cell holding members 5 at the end facing the cell holding member 5 of the two ends in the cell stacking direction. It is provided in. In the stack unit CM, the groove 5f of each of the cell holding members 5 and the groove 8f of each of the cell holding members 8 are connected in series in the cell stacking direction to form a groove M for forming a fuel-side gas passage Y described later. A pair is formed.

【0036】端子部Lについて、説明を加える。端子部
Lは、電気絶縁性を備えた板状の支持部材13と、その
支持部材13の一方の面に密着配置される導電性を備え
た集電板11と、支持部材13の他方の面に密着配置さ
れる電力取出板14と、集電板11及び電力取出板14
を導電状態に接続するとともにそれらを支持部材13に
固着する導電性を備えたボルト15とから構成してあ
る。
The terminal portion L will be described. The terminal portion L includes a plate-like support member 13 having electrical insulation, a current collector plate 11 having conductivity provided in close contact with one surface of the support member 13, and the other surface of the support member 13. Power take-out plate 14 that is placed in close contact with the current collector plate 11 and power take-out plate 14
And a conductive bolt 15 for connecting them to a conductive state and fixing them to the support member 13.

【0037】支持部材13は、一対のセル保持部材8間
にわたり且つそれらの略全面に重なる大きさの矩形板状
に形成し、一対のセル保持部材8の孔8b夫々に夫々重
なる一対の孔13a、両端夫々が一対の凹溝M夫々に重
なるスリット13b、及び、後述する燃料側ガス通路Y
形成用の孔13cを形成してある。
The supporting member 13 is formed in a rectangular plate shape having a size extending between the pair of cell holding members 8 and overlapping substantially the entire surface thereof, and a pair of holes 13a respectively overlapping the holes 8b of the pair of cell holding members 8. A slit 13b whose both ends overlap the pair of concave grooves M, respectively, and a fuel-side gas passage Y described later.
A forming hole 13c is formed.

【0038】集電板11及び出力取出板14を設けた支
持部材13を、集電板11がセパレータ付セルCに向か
い合うとともに、それら集電板11とセパレータ付セル
Cとの間に導電性フェルト材12を充填した状態で、一
対のセル保持部材8に重ねて設けてある。金属製の板状
体16を、その周縁を一対の凹溝M及び一対のスリット
13bに差し込んだ状態で設けてある。一方の支持部材
13の一対の孔13aを閉塞部材Dとしての一対の閉塞
板17にて各別に閉塞し、孔13cを閉塞板18にて閉
塞してある。又、他方の支持部材13の一対の孔13a
と各別に連通する状態で、一対の筒状部材19を設け、
孔13cと連通する状態で筒状部材20を設けるととも
に、閉塞部材Dとして機能させる基板21を、一対の筒
状部材19夫々の端部開口及び筒状部材20の端部開口
を閉塞する状態で設けてある。以上により、複数のスタ
ックユニットCM夫々に、酸素含有ガス流路s夫々に連
通する酸素側ガス通路Xの一対、及び、燃料ガス流路f
夫々に連通する燃料側ガス通路Yの1個を、スタックユ
ニット毎に区画する状態で設けてある。
The support member 13 provided with the current collecting plate 11 and the output take-out plate 14 is provided with a conductive felt between the current collecting plate 11 and the cell C with separator while the current collecting plate 11 faces the cell C with separator. In a state where the material 12 is filled, the material 12 is provided so as to overlap with the pair of cell holding members 8. The metal plate 16 is provided with its peripheral edge inserted into the pair of concave grooves M and the pair of slits 13b. A pair of holes 13 a of one support member 13 are individually closed by a pair of closing plates 17 as closing members D, and the holes 13 c are closed by a closing plate 18. Also, a pair of holes 13a of the other support member 13
A pair of tubular members 19 are provided in a state of communicating with each other,
The tubular member 20 is provided in communication with the hole 13c, and the substrate 21 functioning as the closing member D is closed with the end opening of each of the pair of cylindrical members 19 and the end opening of the cylindrical member 20 closed. It is provided. As described above, a pair of the oxygen-side gas passages X communicating with the oxygen-containing gas passages s and the fuel gas passages f are respectively provided to the plurality of stack units CM.
One of the fuel-side gas passages Y communicating with each is provided so as to be partitioned for each stack unit.

【0039】つまり、酸素側ガス通路Xは、セル積層方
向に並ぶ複数のセル保持部材5夫々の孔5b及び複数の
セル保持部材8夫々の孔8bが一連に連なって形成され
る通路を、そのセル積層方向の両端夫々を閉塞部材Dと
しての閉塞板17及び基板21にて閉塞することにより
形成してある。又、板状体16、閉塞板18、筒状部材
20及び基板21により、燃料ガス流路f夫々に連通す
る燃料側ガス通路Yを区画形成するガス通路形成部材R
を構成している。
That is, the oxygen-side gas passage X is a passage formed by connecting the holes 5b of the plurality of cell holding members 5 and the holes 8b of the plurality of cell holding members 8 arranged in series in the cell stacking direction. Both ends in the cell stacking direction are closed by a closing plate 17 as a closing member D and a substrate 21. Further, a gas passage forming member R for forming a fuel-side gas passage Y communicating with the fuel gas passage f by the plate-like body 16, the closing plate 18, the tubular member 20, and the substrate 21.
Is composed.

【0040】そして、ガス通路内に酸素含有ガスを供給
する酸素側給気路としての空気供給管22、及び、酸素
含有ガス流路s夫々からの排ガスをガス通路外に排出す
る酸素側排気管としての空気排出管23を、一対の筒状
部材19に各別に連通接続して、空気供給管22を連通
接続した方の酸素側ガス通路Xを供給用酸素側ガス通路
Xiとして使用し、空気排出管23を連通接続した方の
酸素側ガス通路Xを供給用酸素側ガス通路Xeとして使
用するようにしてある。更に、筒状部材20に、ガス通
路内に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管24を連通接
続して、燃料側ガス通路Yを供給用ガス通路Yiとして
使用するようにしてある。尚、空気供給管22、空気排
出管23及び燃料ガス供給管24夫々は、小口径の管部
材の複数を筒状部材19,20にその周方向に並設する
ことにより、必要量のガスの給排を可能にしながら、筒
状部材19,20の長さが短くなるようにして、燃料電
池の外径形状を小さくしてある。
Then, an air supply pipe 22 as an oxygen-side air supply path for supplying an oxygen-containing gas into the gas passage, and an oxygen-side exhaust pipe for discharging exhaust gas from each of the oxygen-containing gas passages s to the outside of the gas passage. The air discharge pipe 23 is connected to the pair of cylindrical members 19 separately, and the oxygen-side gas passage X connected to the air supply pipe 22 is used as the supply oxygen-side gas passage Xi. The oxygen-side gas passage X to which the discharge pipe 23 is connected is used as the supply oxygen-side gas passage Xe. Further, a fuel gas supply pipe 24 for supplying a fuel gas into the gas passage is connected to the cylindrical member 20 so that the fuel gas passage Y is used as a supply gas passage Yi. The air supply pipe 22, the air discharge pipe 23, and the fuel gas supply pipe 24 are each provided with a plurality of small-diameter pipe members on the cylindrical members 19 and 20 in the circumferential direction so that a required amount of gas can be supplied. The outer diameter of the fuel cell is reduced by shortening the length of the tubular members 19 and 20 while enabling supply and discharge.

【0041】支持部材13、筒状部材19,20、閉塞
板17,18及び基板21は、セル保持部材5,8と同
じ材料で形成して、それらとの熱膨張の差を無くして、
熱応力が発生するのを抑制している。又、集電板11、
出力取り出し板14及びボルト15は、Niから成る。
導電性フェルト材12は、耐熱性、耐還元性に優れたN
iのフェルト状材から成る。空気供給管22、空気排出
管23及び燃料ガス供給管24夫々は、金属製の管部材
にて構成し、その金属製の管部材をセラミック製の筒状
部材19,20に差し込んで、ロー付け等により接合し
てある。
The support member 13, the cylindrical members 19 and 20, the closing plates 17 and 18, and the substrate 21 are formed of the same material as the cell holding members 5 and 8 to eliminate the difference in thermal expansion between them.
The generation of thermal stress is suppressed. Also, the current collector plate 11,
The output take-out plate 14 and the bolt 15 are made of Ni.
The conductive felt material 12 is made of N having excellent heat resistance and reduction resistance.
i made of felt-like material. Each of the air supply pipe 22, the air discharge pipe 23, and the fuel gas supply pipe 24 is formed of a metal pipe member, and the metal pipe member is inserted into the ceramic tubular members 19, 20 and brazed. And so on.

【0042】次に、スタックユニットCMの発電検査を
行う方法について説明する。図4に示すように、上述の
ように形成したスタックユニットCMを検査用箱状体B
qの内部に設ける。セパレータ付セルC夫々の燃料ガス
流路fは検査用箱状体Bqの内部空間に対して開いた状
態となっている。そして、検査用箱状体Bqの内部空間
を、燃料ガス流路f夫々に連通する排出用燃料側ガス通
路Yeとして使用するように構成してある。
Next, a method of performing a power generation inspection of the stack unit CM will be described. As shown in FIG. 4, the stack unit CM formed as described above is
Provided inside q. The fuel gas flow path f of each cell C with separator is open to the internal space of the inspection box Bq. The inner space of the inspection box Bq is configured to be used as a discharge fuel gas passage Ye that communicates with each of the fuel gas flow paths f.

【0043】そして、空気供給管22を通じて、供給用
酸素側ガス通路Xi内に酸素含有ガスとしての空気を通
流させて、セパレータ付セルC夫々の酸素含有ガス流路
sに空気を供給し、一方、燃料ガス供給管24を通じ
て、供給用燃料側ガス通路Yiに燃料ガスを通流させ
て、セパレータ付セルC夫々の燃料ガス流路fに燃料ガ
スを供給して、セルC’夫々にて発電させ、両側の端子
部Lから電力を取り出すことにより、発電検査を行う。
Then, air as an oxygen-containing gas is caused to flow through the supply oxygen side gas passage Xi through the air supply pipe 22 to supply air to the oxygen-containing gas flow path s of each of the cells C with separator. On the other hand, the fuel gas is supplied to the fuel gas flow path f of each of the cells C with the separator by flowing the fuel gas through the fuel gas supply pipe 24 to the supply fuel-side gas passage Yi. A power generation test is performed by generating power and extracting power from the terminal portions L on both sides.

【0044】次に、図5ないし図7に基づいて、燃料電
池の全体構成について説明する。上述のように形成した
スタックユニットCMの複数(例えば5個)を、隣合う
もの同士を隣合う端子部L同士で導電状態に接続する状
態で並置して、セル積層体NCを形成する。説明を加え
ると、複数のスタックユニットCMを、基板21が下方
に位置する状態で、下方に位置するスタックユニットC
Mの閉塞板17,18と、上方に位置するスタックユニ
ットCMの基板21とを接合しながら、基台25上に積
み重ねて、セル積層体NCを形成する。隣合うスタック
ユニットCMにおける隣合う端子部Lの出力取出板14
同士を、セル積層体NCの外部で、Niから成る接続部
材31にて電気的に接続することにより、複数のスタッ
クユニットCMを電気的に直列接続してある。更に、セ
ル積層体NCを内装する状態で、有底角筒状体26を基
台25上に載置してある。つまり、基台25、有底角筒
状体26により箱状体Bを形成してあり、セル積層体N
Cを箱状体Bの内部に設けてある。箱状体Bの内部空間
を、燃料ガス流路f夫々に連通する排出用燃料側ガス通
路Yeとして使用するように構成してある。
Next, the overall structure of the fuel cell will be described with reference to FIGS. A plurality (for example, five) of the stack units CM formed as described above are juxtaposed in such a manner that adjacent terminals are electrically connected to each other by the adjacent terminal portions L to form a cell stack NC. To add an explanation, the plurality of stack units CM are placed in a state where the substrate 21 is located below and the stack units C located below are stacked.
The cell stacks NC are formed by stacking on the base 25 while joining the M closing plates 17, 18 and the substrate 21 of the stack unit CM located above. Output take-out plate 14 of adjacent terminal unit L in adjacent stack unit CM
A plurality of the stack units CM are electrically connected in series by electrically connecting them to each other outside of the cell stack NC by a connection member 31 made of Ni. Further, a bottomed rectangular cylindrical body 26 is mounted on a base 25 in a state in which the cell laminate NC is installed. That is, the box-shaped body B is formed by the base 25 and the bottomed rectangular cylindrical body 26, and the cell stacked body N
C is provided inside the box-shaped body B. The inner space of the box-shaped body B is configured to be used as a discharge fuel side gas passage Ye communicating with each of the fuel gas flow paths f.

【0045】各スタックユニットCMの空気供給管22
は、基台25を通じて箱状体Bの内部に貫通させた空気
供給用ヘッダ管27に連通接続し、各スタックユニット
CMの空気排出管23は、基台25を通じて箱状体Bの
内部に貫通させた空気排出用ヘッダ管28に連通接続
し、各スタックユニットCMの燃料ガス供給管24は、
基台25を通じて箱状体Bの内部に貫通させた燃料ガス
供給用ヘッダ管29に連通接続し、燃料ガス排出管30
を、基台25を介して箱状体Bの内部の排出用燃料側ガ
ス通路Yeに連通接続してある。この場合、空気供給管
22、空気排出管23及び燃料ガス供給管24夫々は、
図示は省略するが、熱膨張吸収用のフレキシブル管及び
流量調整手段(オリフィス等)を介して、各ヘッダ管に
連通させてある。
The air supply pipe 22 of each stack unit CM
Is connected to an air supply header pipe 27 penetrated into the box B through the base 25, and the air discharge pipe 23 of each stack unit CM penetrates into the box B through the base 25. The fuel gas supply pipe 24 of each stack unit CM is connected in communication with the air discharge header pipe 28
The fuel gas supply pipe 30 is connected to the fuel gas supply header pipe 29 penetrated through the base 25 through the inside of the box-shaped body B.
Is connected to a discharge fuel side gas passage Ye inside the box-shaped body B via a base 25. In this case, each of the air supply pipe 22, the air discharge pipe 23, and the fuel gas supply pipe 24
Although not shown, they are connected to each header pipe via a flexible pipe for absorbing thermal expansion and a flow rate adjusting means (orifice or the like).

【0046】〔第2実施形態〕以下、図8ないし図10
に基づいて、本発明の第2の実施の形態を説明する。先
ず、図8に基づいて、スタックユニットCMを形成する
方法について説明する。本第2実施形態においては、セ
ルユニットCUは形成せずに、直接スタックユニットC
Mを形成する。セパレータ付セルCは、上述の第1実施
形態と同様に構成してある。セル保持部材Fは、切り込
み部5aを1個設けた端用セル保持部材5A、又は、切
り込み部5aをセル積層方向視において対向する一対の
端縁夫々に1個ずつ設け、且つ、それら一対の切り込み
部5aを連通させる連通接続部5jを設けた間用セル保
持部材5Bのいずれかにて構成してある。
[Second Embodiment] Hereinafter, FIGS.
A second embodiment of the present invention will be described based on FIG. First, a method for forming the stack unit CM will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the stack unit C is directly formed without forming the cell unit CU.
Form M. The cell C with a separator is configured in the same manner as in the first embodiment. The cell holding member F is provided with one end cell holding member 5A provided with one notch 5a or one notch 5a at each of a pair of edges facing each other when viewed in the cell stacking direction. It is constituted by any of the inter-cell holding members 5B provided with a communication connecting portion 5j for communicating the cut portion 5a.

【0047】端用セル保持部材5Aは、第1実施形態に
おけるセル保持部材5と同様に形成してある。間用セル
保持部材5Bは、セパレータ付セルCの開口端縁に沿う
方向の一端部を端用セル保持部材5Aの凹溝5f形成側
の端部よりも引退させて、前記開口端縁に沿う方向の長
さを、端用セル保持部材5Aよりも短くしてある。間用
セル保持部材5Bには、セル積層方向視において、対向
する一対の端縁間にわたる溝を形成し、その溝によっ
て、一対の切り込み部5a及びそれらを連通させる連通
接続部5jを形成してある。間用セル保持部材5Bの切
り込み部5aには、端用セル保持部材5Aと同様に一対
の当て付け面5c及び溝5eを備えさせてある。
The end cell holding member 5A is formed similarly to the cell holding member 5 in the first embodiment. The inter-cell holding member 5B retreats one end in the direction along the opening edge of the cell C with separator from the end of the end cell holding member 5A on the side of the concave groove 5f, and follows the opening edge. The length in the direction is shorter than the end cell holding member 5A. In the inter-cell holding member 5B, a groove extending between a pair of opposing edges is formed in the cell stacking direction, and the groove forms a pair of cut portions 5a and a communication connection portion 5j that connects them. is there. The cut portion 5a of the inter-cell holding member 5B is provided with a pair of contact surfaces 5c and a groove 5e, like the end cell holding member 5A.

【0048】2枚のセパレータ付セルCを、夫々の開口
端面を互いに向かい合わせた状態で列状に並置し、列状
に並置した2枚のセパレータ付セルCを、夫々の列方向
の外側の開口端縁を端用セル保持部材5Aの切り込み部
5aに入れ、且つ、夫々の列方向内側の開口端縁夫々を
間用セル保持部材5Bの一対の切り込み部5a夫々に入
れた状態で、端用セル保持部材5A及び間用セル保持部
材5Bに保持させて、セル列nCを形成する。そして、
複数列のセル列nCを、セル積層方向に隣接するセパレ
ータ付セルC間に柔軟性導電材7を充填した状態で積層
状態に並置する。従って、各セル列nCにおける2個の
セパレータ付セルCの酸素含有ガス流路sが連通接続部
5jにより連通接続される。
The two cells C with separator are juxtaposed in a row with their opening end faces facing each other, and the two cells C with a separator juxtaposed in a row are arranged outside the respective cells C in the column direction. With the opening edges being cut into the notches 5a of the end cell holding member 5A, and the opening edges on the inner side in the respective column directions being cut into the pair of notches 5a of the inter-cell holding member 5B, the ends are cut. The cell row nC is formed by being held by the use cell holding member 5A and the use cell holding member 5B. And
A plurality of cell rows nC are juxtaposed in a stacked state with the flexible conductive material 7 being filled between cells C with separators adjacent in the cell stacking direction. Therefore, the oxygen-containing gas flow paths s of the two cells C with separator in each cell row nC are connected by the communication connection portion 5j.

【0049】更に、セル積層方向の両端部夫々には、一
対の端用セル保持部材8Aを一対の端用セル保持部材5
A夫々に重なる状態で、及び、間用セル保持部材8Bを
間用セル保持部材5Bに重なる状態で夫々設ける。端用
セル保持部材8Aは、第1実施形態におけるセル保持部
材8と同様に形成してあり、間用セル保持部材8Bは、
セル積層方向視における外形形状が、間用セル保持部材
5Bと同一となる板状に形成してある。従って、一対の
端用セル保持部材8A及び間用セル保持部材8Bもセル
保持部材Fとして機能する。
Further, a pair of end cell holding members 8A is provided at each end of the cell stacking direction.
A, and the inter-cell holding member 8B is provided so as to overlap with the inter-cell holding member 5B, respectively. The end cell holding member 8A is formed in the same manner as the cell holding member 8 in the first embodiment.
The outer shape in the cell stacking direction is formed in a plate shape that is the same as the inter-cell holding member 5B. Accordingly, the pair of end cell holding members 8A and the pair of end cell holding members 8B also function as the cell holding members F.

【0050】端子部Lは、1枚の支持部材13に、集電
板11、出力取出板14及びボルト15の組み合わせの
一対を、第1実施形態と同様に支持させて構成してあ
る。支持部材13は、一対の端用セル保持部材8A間に
わたり且つそれらの略全面に重なる大きさの矩形板状に
形成し、第1実施形態と同様に、一対の孔13a、スリ
ット13b、及び、燃料側ガス通路Y形成用の孔13c
を形成してある。
The terminal portion L is constituted by supporting a pair of combinations of the current collector plate 11, the output extraction plate 14 and the bolts 15 on a single support member 13 as in the first embodiment. The support member 13 is formed in a rectangular plate shape having a size extending between the pair of end cell holding members 8A and overlapping substantially the entire surface thereof, and similarly to the first embodiment, a pair of holes 13a, slits 13b, and Hole 13c for forming fuel-side gas passage Y
Is formed.

【0051】そして、支持部材13を、集電板11夫々
がセパレータ付セルC夫々に向かい合うとともに、それ
ら集電板11とセパレータ付セルCとの間に導電性フェ
ルト材12を充填した状態で、一対の端用セル保持部材
8Aに重ねて設けてある。
Then, the support member 13 is placed in a state where the current collectors 11 face the respective cells C with separators and the conductive felt material 12 is filled between the current collectors 11 and the cells C with separators. It is provided so as to overlap with the pair of end cell holding members 8A.

【0052】第1実施形態と同様に、板状体16を、そ
の周縁を一対の凹溝M及び一対のスリット13bに差し
込んだ状態で設け、一方の支持部材13の一対の孔13
aを一対の閉塞部材Dとしての閉塞板17にて各別に閉
塞し、孔13cを閉塞板18にて閉塞し、他方の支持部
材13の一対の孔13aと各別に連通する状態で、一対
の筒状部材19を設け、孔13cと連通する状態で筒状
部材20を設けるとともに、閉塞部材Dとして機能させ
る基板21を、一対の筒状部材19夫々の端部開口及び
筒状部材20の端部開口を閉塞する状態で設けてある。
以上により、複数のスタックユニットCM夫々に、酸素
含有ガス流路s夫々に連通する酸素側ガス通路Xの一
対、及び、燃料ガス流路f夫々に連通する燃料側ガス通
路Yの1個を、スタックユニット毎に区画する状態で設
けてある。
As in the first embodiment, the plate-like body 16 is provided with its peripheral edge inserted into the pair of concave grooves M and the pair of slits 13b.
a is closed by a closing plate 17 as a pair of closing members D, the hole 13c is closed by a closing plate 18, and a pair of holes 13a of the other support member 13 are communicated with each other. A tubular member 19 is provided, a tubular member 20 is provided in a state of communicating with the hole 13c, and a substrate 21 functioning as a closing member D is provided with an end opening of each of the pair of tubular members 19 and an end of the tubular member 20. It is provided in a state where the opening of the section is closed.
As described above, one of the pair of the oxygen-side gas passages X communicating with the respective oxygen-containing gas passages s and one of the fuel-side gas passages Y communicating with the respective fuel gas passages f are provided to each of the plurality of stack units CM. It is provided in a state where it is partitioned for each stack unit.

【0053】更に、第1実施形態と同様に、空気供給管
22及び空気排出管23を、一対の筒状部材19に各別
に連通接続して、空気供給管22を連通接続した方の酸
素側ガス通路Xを供給用酸素側ガス通路Xiとして使用
し、空気排出管23を連通接続した方の酸素側ガス通路
Xを排出用酸素側ガス通路Xeとして使用し、筒状部材
20に燃料ガス供給管24を連通接続して、燃料側ガス
通路Yを供給用燃料側ガス通路Yiとして使用するよう
にしてある。
Further, similarly to the first embodiment, the air supply pipe 22 and the air discharge pipe 23 are separately connected to the pair of cylindrical members 19, respectively, and the oxygen supply pipe 22 connected to the air supply pipe 22 is connected to the oxygen side. The gas passage X is used as a supply oxygen-side gas passage Xi, and the oxygen-side gas passage X connected to the air discharge pipe 23 is used as a discharge oxygen-side gas passage Xe. The pipe 24 is connected and connected so that the fuel gas passage Y is used as the supply fuel gas passage Yi.

【0054】上述のように形成したスタックユニットC
Mの発電検査は、図示しないが、第1実施形態と同様
に、検査用箱状体Bqの内部に設けて行う。
The stack unit C formed as described above
Although not shown, the power generation inspection of M is performed by being provided inside the inspection box-shaped body Bq, as in the first embodiment.

【0055】次に、図9及び図10に基づいて、燃料電
池の全体構成について説明する。上述のように形成した
スタックユニットCMの複数を、第1実施形態と同様
に、基板21が下方に位置する状態で、下方に位置する
スタックユニットCMの閉塞板17,18と、上方に位
置するスタックユニットCMの基板21とを接合しなが
ら、基台25上に積み重ねることにより、2個のセル積
層体NCを形成する。更に、セル積層体NC毎に、第1
実施形態と同様に、隣合うスタックユニットCMにおけ
る隣合う端子部Lの出力取出板14同士を、セル積層体
NCの外部で、Niから成る接続部材31にて電気的に
接続することにより、複数のスタックユニットCMを電
気的に直列接続してある。更に、第1実施形態と同様
に、有底角筒状体26を基台25上に載置して、基台2
5、有底角筒状体26により箱状体Bを形成し、セル積
層体NCを箱状体Bの内部に設けて、箱状体Bの内部空
間を、燃料ガス流路f夫々に連通する排出用燃料側ガス
通路Yeとして使用するように構成してある。
Next, the overall structure of the fuel cell will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Like the first embodiment, a plurality of the stack units CM formed as described above are positioned above the closing plates 17 and 18 of the stack unit CM positioned below and with the substrate 21 positioned below. By stacking on the base 25 while joining the substrate 21 of the stack unit CM, two cell stacks NC are formed. Further, for each cell stack NC, the first
Similarly to the embodiment, the plurality of output extraction plates 14 of the adjacent terminal units L in the adjacent stack units CM are electrically connected to each other by the connecting members 31 made of Ni outside the cell stack NC. Are electrically connected in series. Further, similarly to the first embodiment, the bottomed rectangular cylindrical body 26 is placed on the base 25 and
5. A box-shaped body B is formed by the bottomed rectangular cylindrical body 26, and the cell laminate NC is provided inside the box-shaped body B, and the internal space of the box-shaped body B is communicated with each of the fuel gas flow paths f. It is configured to be used as a discharge fuel side gas passage Ye.

【0056】各スタックユニットCMの空気供給管22
は、基台25を通じて箱状体Bの内部に貫通させた空気
供給用ヘッダ管27に連通接続し、各スタックユニット
CMの空気排出管23は、基台25を通じて箱状体Bの
内部に貫通させた空気排出用ヘッダ管28に連通接続
し、各スタックユニットCMの燃料ガス供給管24は、
基台25を通じて箱状体Bの内部に貫通させた燃料ガス
供給用ヘッダ管29に連通接続し、燃料ガス排出管30
を、基台25を介して箱状体Bの内部の排出用燃料側ガ
ス通路Yeに連通接続してある。
The air supply pipe 22 of each stack unit CM
Is connected to an air supply header pipe 27 penetrated into the box B through the base 25, and the air discharge pipe 23 of each stack unit CM penetrates into the box B through the base 25. The fuel gas supply pipe 24 of each stack unit CM is connected in communication with the air discharge header pipe 28
The fuel gas supply pipe 30 is connected to the fuel gas supply header pipe 29 penetrated through the base 25 through the inside of the box-shaped body B.
Is connected to a discharge fuel side gas passage Ye inside the box-shaped body B via a base 25.

【0057】各セル列nCにおいて、2個のセパレータ
付セルCの酸素含有ガス流路sは、間用セル保持部材5
Bの連通接続部5jにて連通接続されているので、供給
用酸素側ガス通路Xiから供給される酸素含有ガスは、
各セル列nCの2個のセパレータ付セルCの酸素含有ガ
ス流路sを順次流れて、排出用酸素側ガス通路Xeに排
出される。又、各セル列nCの2個のセパレータ付セル
Cの燃料ガス流路fは、共通の1個の供給用燃料側ガス
通路Yi及び排出用燃料側ガス通路Ye夫々に連通して
いるので、供給用燃料側ガス通路Yiから供給される燃
料ガスは、各セル列nCの2個のセパレータ付セルCの
燃料ガス流路fを並行状態で流れて、排出用燃料側ガス
通路Yeに排出される。従って、2個のセル積層体NC
を設けながらも、供給用酸素側ガス通路Xi及び排出用
酸素側ガス通路Xeを一組、並びに、供給用燃料側ガス
通路Yi及び排出用燃料側ガス通路Yeを一組設けるだ
けでよいので、酸素含有ガス及び燃料ガスの給排構成を
簡略化することができる。
In each cell row nC, the oxygen-containing gas flow path s of the two cells C with separators is connected to the intermediate cell holding member 5.
Since the connection is established at the communication connection portion 5j of B, the oxygen-containing gas supplied from the supply oxygen side gas passage Xi is:
The gas sequentially flows through the oxygen-containing gas flow path s of the two cells C with separators in each cell row nC, and is discharged to the discharge oxygen-side gas passage Xe. Further, the fuel gas passage f of the two cells C with separator in each cell row nC communicates with one common supply fuel gas passage Yi and one common discharge fuel gas passage Ye. The fuel gas supplied from the supply fuel-side gas passage Yi flows in parallel in the fuel gas passage f of the two cells C with separator in each cell row nC, and is discharged to the discharge fuel-side gas passage Ye. You. Therefore, two cell stacks NC
Is provided, it is only necessary to provide one set of the supply oxygen-side gas passage Xi and the discharge oxygen-side gas passage Xe, and one set of the supply fuel-side gas passage Yi and the discharge fuel-side gas passage Ye. The supply / discharge configuration of the oxygen-containing gas and the fuel gas can be simplified.

【0058】〔第3実施形態〕以下、図11及び図12
に基づいて、本発明の第3の実施の形態を説明する。先
ず、スタックユニットCMを形成する方法について説明
する。本第3実施形態においても、セルユニットCUは
形成せずに、直接スタックユニットCMを形成する。セ
ル保持部材Fを、セパレータ付セルC間の間隔を保持す
る間隔保持用板状部材41と、その間隔保持用板状部材
41の両端夫々に載置して、セパレータ付セルCの両側
の閉塞端面に夫々当て付ける一対の当て付け用板状部材
42とにより構成する。この場合は、セパレータ付セル
Cに傾斜部Csを形成する必要がない。そして、複数の
セパレータ付セルCを、互いの間隔を一対の間隔保持用
板状部材41にて保持するとともに、一対の当て付け用
板状部材42を各別にセパレータ付セルCの両側の閉塞
端面に当て付けた状態で、間隔保持用板状部材41夫々
の両端部に載置することにより、積層状態に組み付け
る。尚、スタックユニットCMのセル積層方向の両端夫
々には、一対の間隔保持用板状部材41を設け、その一
対の間隔保持用板状部材41に、端子部Lを支持させて
設ける。
[Third Embodiment] Hereinafter, FIGS. 11 and 12 will be described.
A third embodiment of the present invention will be described based on FIG. First, a method of forming the stack unit CM will be described. Also in the third embodiment, the stack unit CM is directly formed without forming the cell unit CU. The cell holding member F is placed on each of the gap holding plate members 41 for holding the gap between the cells C with separators, and both ends of the gap holding plate members 41 to close both sides of the cell C with separators. It is constituted by a pair of contact plate members 42 respectively applied to the end faces. In this case, it is not necessary to form the inclined portion Cs in the cell C with the separator. The plurality of cells C with separators are held at a distance from each other by a pair of plate members 41 for maintaining spacing, and the pair of plate members 42 for application are separately closed end faces on both sides of the cells C with separator. Is mounted on both ends of each of the spacing plate-like members 41 in a state where they are abutted, thereby assembling them in a stacked state. It should be noted that a pair of gap holding plate members 41 are provided at both ends in the cell stacking direction of the stack unit CM, and the pair of gap holding plate members 41 are provided to support the terminal portions L.

【0059】更に、上述のように複数のセパレータ付セ
ルCが積層状態に組み付けられた構造物において、セル
積層方向視の周部の4個の面部の夫々に、一面部が開口
した箱状部材44を、開口部の周縁を当付けた状態で設
け、その箱状部材44の内部を、酸素側ガス通路X又は
燃料側ガス通路Yのいずれかとして機能させる。つま
り、スタックユニットCMに、一対の区画された酸素側
ガス通路X、及び、一対の区画された燃料側ガス通路Y
を設けてある。従って、ガス通路形成部材Rを箱状部材
44にて構成してある。
Further, in a structure in which a plurality of cells C with separators are assembled in a stacked state as described above, a box-shaped member having an open surface on each of the four surface portions in the peripheral portion as viewed in the cell stacking direction. 44 is provided in a state where the periphery of the opening is abutted, and the inside of the box-shaped member 44 functions as either the oxygen-side gas passage X or the fuel-side gas passage Y. That is, the stack unit CM is provided with a pair of partitioned oxygen-side gas passages X and a pair of partitioned fuel-side gas passages Y.
Is provided. Therefore, the gas passage forming member R is constituted by the box-shaped member 44.

【0060】空気供給管22及び空気排出管23を、各
別に一対の酸素側ガス通路Xに箱状部材44を介して連
通接続して、空気供給管22を連通接続した方の酸素側
ガス通路Xを供給用酸素側ガス通路Xiとして使用し、
空気排出管23を連通接続した方の酸素側ガス通路Xを
排出用酸素側ガス通路Xeとして使用するようにしてあ
る。又、燃料ガス供給管24及び燃料ガス排出管30
を、各別に一対の燃料側ガス通路Yに箱状部材44を介
して連通接続して、燃料ガス供給管24を連通接続した
方の燃料側ガス通路Yを供給用燃料側ガス通路Yiとし
て使用し、燃料ガス排出管30を連通接続した方の燃料
側ガス通路Yを排出用燃料側ガス通路Yeとして使用す
るようにしてある。本第3実施形態においては、スタッ
クユニットCMに、供給用酸素側ガス通路Xi、排出用
酸素側ガス通路Xe及び供給用燃料側ガス通路Yiに加
えて、排出用燃料側ガス通路Yeも設けてあるので、ス
タックユニットCMの発電検査の際は、スタックユニッ
トCMは、上記の第1実施形態のように検査用箱状体B
qの内部に設ける必要がない。
The air supply pipe 22 and the air discharge pipe 23 are separately connected to a pair of oxygen gas passages X via a box-shaped member 44, and the oxygen gas passage connected to the air supply pipe 22 is connected. X is used as a supply oxygen side gas passage Xi,
The oxygen-side gas passage X to which the air discharge pipe 23 is connected and connected is used as the discharge-side oxygen gas passage Xe. The fuel gas supply pipe 24 and the fuel gas discharge pipe 30
Are respectively connected to a pair of fuel-side gas passages Y via a box-shaped member 44, and the fuel-side gas passage Y connected to and connected to the fuel gas supply pipe 24 is used as a supply-side fuel-side gas passage Yi. The fuel gas passage Y to which the fuel gas discharge pipe 30 is connected is used as the discharge fuel gas passage Ye. In the third embodiment, in addition to the supply oxygen-side gas passage Xi, the discharge oxygen-side gas passage Xe, and the supply fuel-side gas passage Yi, the stack unit CM is provided with a discharge fuel-side gas passage Ye. Therefore, at the time of the power generation inspection of the stack unit CM, the stack unit CM includes the inspection box B as in the first embodiment.
It is not necessary to provide inside q.

【0061】図示は省略するが、上述のように構成した
スタックユニットCMの複数を、隣合うもの同士を隣合
う端子部L同士で導電状態に接続する状態で並置して、
セル積層体NCを形成する。尚、隣合うスタックユニッ
トCM同士は、図12に示すように、端面からの端子部
Lの突出部分を逃がすことができる厚さを有した一対の
接続部材45にて接合する。
Although not shown, a plurality of the stack units CM configured as described above are juxtaposed in such a manner that adjacent units are connected to each other in a conductive state by adjacent terminal portions L.
The cell stack NC is formed. As shown in FIG. 12, the adjacent stack units CM are joined by a pair of connecting members 45 having a thickness that allows the protruding portion of the terminal portion L from the end face to escape.

【0062】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 (イ) 上記の各実施形態においては、スタックユニッ
トCM夫々に、スタックユニット毎に区画された燃料側
ガス通路Yを設ける場合について例示した。これに代え
て、スタックユニットCM夫々には燃料側ガス通路Yを
設けずに、複数のスタックユニットCMを並置してセル
積層体NCを形成した後、複数のスタックユニットCM
に対して共通の1個の燃料側ガス通路Yを設けるように
構成してもよい。この場合、スタックユニットCMの発
電検査のための構成が多少複雑になるが、燃料電池全体
の構成は簡略化される。
[Another Embodiment] Next, another embodiment will be described. (A) In each of the above embodiments, the case where the fuel-side gas passage Y partitioned for each stack unit CM is provided in each of the stack units CM has been described as an example. Instead of providing the fuel-side gas passage Y in each of the stack units CM, a plurality of stack units CM are juxtaposed to form a cell stack NC, and then the plurality of stack units CM are formed.
, A common fuel-side gas passage Y may be provided. In this case, the configuration for power generation inspection of the stack unit CM is somewhat complicated, but the configuration of the entire fuel cell is simplified.

【0063】(ロ) 隣合うスタックユニットCMにお
ける隣合う端子部L同士を導電状態に接続するための構
成として、上記の第1及び第2の各実施形態では、セル
積層体NCの外部において、隣合う端子部Lの出力取出
板14同士を接続部材31にて接続する場合について例
示した。これに代えて、例えば、基板21に厚さ方向に
貫通する孔を形成し、その孔を通じて、隣合う端子部L
間に柔軟性導電材を充填することにより、セル積層体N
Cの内部において、導電状態に接続してもよい。
(B) In the first and second embodiments described above, a configuration for connecting adjacent terminal portions L of adjacent stack units CM in a conductive state is provided outside the cell stack NC. The case where the output extraction plates 14 of the adjacent terminal portions L are connected to each other by the connection member 31 has been illustrated. Instead of this, for example, a hole penetrating in the thickness direction is formed in the substrate 21 and the adjacent terminal portion L is formed through the hole.
By filling a flexible conductive material in between, the cell laminate N
Inside C, it may be connected in a conductive state.

【0064】(ハ) 上記の第1及び第2の各実施形態
においては、スタックユニットCMにおける一対の支持
部材13のうちの一方の支持部材13の孔13a,13
cを基板21にて閉塞する場合について例示したが、こ
れに代えて、一対の支持部材13のいずれの孔13a,
13cも、閉塞板17,18にて閉塞し、複数のスタッ
クユニットCMを、支持部材13を介して積み重ねるよ
うにしてもよい。
(C) In the first and second embodiments, the holes 13a, 13 of one of the pair of support members 13 in the stack unit CM are provided.
Although the case where c is closed by the substrate 21 has been exemplified, instead of this, any of the holes 13a, 13a,
13c may also be closed by the closing plates 17 and 18, and a plurality of stack units CM may be stacked via the support member 13.

【0065】(ニ) セル保持部材Fの具体構成は、上
記の各実施形態において例示した構成に限定されるもの
ではなく、種々の構成が可能である。例えば、1個のセ
ル保持部材Fにて、セパレータ付セルCの周縁部を保持
するように構成してもよい。又、複数のセルC’を、夫
々の酸素極2に臨む側に酸素含有ガス流路sを区画形成
する酸素側導電性セパレータを、燃料極3に臨む側に燃
料ガス流路fを区画形成する燃料側導電性セパレータを
夫々配置する状態で積層状態に組み付けるように構成し
て、それら酸素側導電性セパレータ及び燃料側導電性セ
パレータをセル保持部材Fとして機能させるようにして
もよい。
(D) The specific configuration of the cell holding member F is not limited to the configuration exemplified in each of the above embodiments, but various configurations are possible. For example, one cell holding member F may be configured to hold the peripheral portion of the cell C with separator. In addition, a plurality of cells C ′ are formed with an oxygen-side conductive separator that defines an oxygen-containing gas flow path s on the side facing the oxygen electrode 2, and a fuel gas flow path f is formed on the side facing the fuel electrode 3. The fuel-side conductive separators may be configured to be assembled in a stacked state with the respective fuel-side conductive separators arranged, and the oxygen-side conductive separator and the fuel-side conductive separator may function as the cell holding member F.

【0066】(ホ) 上記の第1及び第2の各実施形態
において、燃料側ガス通路Yを区画形成するためのガス
通路形成部材Rの具体構成は、例示した構成以外にも種
々の構造が可能である。例えば、上記の第3実施形態に
おいて例示したような一面部が開口した箱状部材44で
もよい。
(E) In each of the first and second embodiments, the specific configuration of the gas passage forming member R for defining the fuel-side gas passage Y is not limited to the illustrated one. It is possible. For example, a box-shaped member 44 having an open surface on one side as exemplified in the third embodiment may be used.

【0067】(ヘ) 端子部Lの具体構成は、上記の各
実施形態において例示した構成以外にも種々の構成が可
能である。例えば、支持部材13を金属製とし、その支
持部材13と集電板11、ボルト15及び出力取り出し
板14との間に、電気絶縁材29を介在させて、それら
の間を電気的に絶縁してもよい。
(F) As the specific configuration of the terminal portion L, various configurations other than the configuration exemplified in each of the above embodiments are possible. For example, the support member 13 is made of metal, and an electrical insulating material 29 is interposed between the support member 13 and the current collecting plate 11, the bolt 15, and the output take-out plate 14 to electrically insulate them. You may.

【0068】(ト) 上記の第1実施形態において、セ
ルユニットCUを形成せずに、直接スタックユニットC
Mを形成してもよい。又、上記の第2実施形態や第3実
施形態において、上記の第1実施形態と同様にセルユニ
ットCUを形成し、そのセルユニットCUの複数を並置
することによりスタックユニットCMを形成してもよ
い。
(G) In the first embodiment, the stack unit C is directly formed without forming the cell unit CU.
M may be formed. In the second and third embodiments, the cell unit CU is formed in the same manner as in the first embodiment, and the stack unit CM is formed by juxtaposing a plurality of the cell units CU. Good.

【0069】(チ) 上記の第1実施形態において、セ
ルユニットCUを構成するセパレータ付セルCの個数
は、5個に限定されるものではなく適宜変更可能であ
る。又、スタックユニットCMを構成するセルユニット
CUの個数も、5個に限定されるものではなく適宜変更
可能である。又、スタックユニットCM間で、スタック
ユニットCMを構成するセルユニットCUの個数を異な
らせてもよい。又、セル積層体NCを構成するスタック
ユニットCMの個数も、5個に限定されるものではなく
適宜変更可能である。
(H) In the above-described first embodiment, the number of cells C with separator constituting the cell unit CU is not limited to five, but can be changed as appropriate. Further, the number of cell units CU constituting the stack unit CM is not limited to five but can be changed as appropriate. Further, the number of cell units CU constituting the stack unit CM may be different between the stack units CM. Further, the number of stack units CM constituting the cell stack NC is not limited to five, and can be changed as appropriate.

【0070】(リ) 上記の第2実施形態において、セ
ル列を構成するセパレータ付セルCの個数は、適宜設定
可能である。又、スタックユニットCMを構成するセル
列の個数も、適宜設定可能である。又、セル積層体NC
を構成するスタックユニットCMの個数も、適宜設定可
能である。
(I) In the above-described second embodiment, the number of cells C with separators constituting a cell row can be appropriately set. Further, the number of cell rows constituting the stack unit CM can be set as appropriate. Also, the cell laminate NC
Can be set as appropriate.

【0071】(ヌ) 上記の第2実施形態において、間
用セル保持部材5Bに、セル積層方向に貫通する状態で
孔を形成することにより、セル積層方向に一連に連なる
通路を形成する。そして、この通路を酸素側ガス通路X
として機能させるようにしてもよい。例えば、端用セル
保持部材5Aの孔5bにて形成される一対の酸素側ガス
通路Xを、供給用酸素側ガス通路Xiとして使用する場
合は、間用セル保持部材5Bの孔にて形成される酸素側
ガス通路Xを排出用酸素側ガス通路Xeとして使用し、
逆に、端用セル保持部材5Aの孔5bにて形成される一
対の酸素側ガス通路Xを、排出用酸素側ガス通路Xeと
して使用する場合は、間用セル保持部材5Bの孔にて形
成される酸素側ガス通路Xを供給用酸素側ガス通路Xi
として使用する。この場合、供給用酸素側ガス通路Xi
から排出用酸素側ガス通路Xeに至る酸素含有ガスの通
流経路を短くすることができるので、酸素含有ガスの供
給圧力を低くすることができる。
(V) In the second embodiment described above, by forming a hole in the inter-cell holding member 5B so as to penetrate in the cell stacking direction, a passage is formed continuously in the cell stacking direction. Then, this passage is connected to the oxygen-side gas passage X.
It may be made to function as. For example, when a pair of oxygen side gas passages X formed by the holes 5b of the end cell holding member 5A are used as the supply oxygen side gas passages Xi, they are formed by the holes of the intermediate cell holding member 5B. Using the oxygen-side gas passage X as a discharge oxygen-side gas passage Xe,
Conversely, when the pair of oxygen-side gas passages X formed by the holes 5b of the end cell holding member 5A are used as the discharge oxygen-side gas passages Xe, they are formed by the holes of the intermediate cell holding member 5B. The supplied oxygen-side gas passage X to the supply oxygen-side gas passage Xi
Use as In this case, the supply oxygen side gas passage Xi
The flow path of the oxygen-containing gas from the gas to the discharge oxygen-side gas passage Xe can be shortened, so that the supply pressure of the oxygen-containing gas can be reduced.

【0072】(ル) 上記の第1実施形態において、セ
ルユニットCUを形成する際、あるいは、スタックユニ
ットCMを形成する際のセル積層方向は、上下方向に限
定されるものではなく、例えば、横方向でもよい。又、
上記の各実施形態では、セル集積体NCを、セル積層方
向を上下方向に向けた状態で設ける場合について例示し
たが、セル積層方向を横方向に向けた状態で設けてもよ
い。
(L) In the first embodiment, the cell stacking direction when forming the cell unit CU or when forming the stack unit CM is not limited to the vertical direction. Direction. or,
In each of the above embodiments, the case where the cell integrated body NC is provided in a state where the cell stacking direction is oriented in the vertical direction is illustrated. However, the cell integrated body NC may be provided in a state where the cell stacked direction is oriented in the horizontal direction.

【0073】(ヲ) 上記の第1及び第2の各実施形態
において、複数の酸素側ガス通路Xに対して、各酸素側
ガス通路X毎に流量調整弁を介して空気を並列的に供給
し、複数の燃料側ガス通路Yに対して、各燃料側ガス通
路Y毎に流量調整弁を介して燃料ガスを並列的に供給す
るように構成してもよい。この場合、スタックユニット
CM毎に、空気の供給量及び燃料ガスの供給量を調整す
ることができる。これによって、例えば、スタックユニ
ットCM間の空気の供給量のバラツキ及び燃料ガスの供
給量のバラツキを抑制することができる。あるいは、ス
タックユニットCM毎に、空気の供給量の及び燃料ガス
の供給量を異ならせるように調整することにより、スタ
ックユニットCM毎に、出力を調整することができる。
(ヲ) In each of the first and second embodiments, air is supplied in parallel to a plurality of oxygen-side gas passages X via a flow control valve for each oxygen-side gas passage X. The fuel gas may be supplied in parallel to the plurality of fuel-side gas passages Y via the flow control valves for each of the fuel-side gas passages Y. In this case, the supply amount of air and the supply amount of fuel gas can be adjusted for each stack unit CM. Thereby, for example, it is possible to suppress the variation in the supply amount of air between the stack units CM and the variation in the supply amount of the fuel gas. Alternatively, by adjusting the supply amount of air and the supply amount of fuel gas to be different for each stack unit CM, the output can be adjusted for each stack unit CM.

【0074】(ワ) 空気供給管22、空気排出管23
及び燃料ガス供給管24夫々を構成する金属製管部材と
セラミック製の筒状部材19,20とを接合するための
方法は、上記の各実施形態において例示したロー付けに
限定されるものではなく、種々の方法が可能である。例
えば、金属製管部材を固定手段にて筒状部材19,20
に固定し、金属製管部材と筒状部材19,20との間を
シール材で封止してもよい。
(W) Air supply pipe 22 and air discharge pipe 23
The method for joining the metal pipe members constituting the fuel gas supply pipes 24 and the ceramic tubular members 19 and 20 is not limited to the brazing described in the above embodiments. Various methods are possible. For example, the metal pipe member is fixed to the tubular members 19 and 20 by a fixing means.
, And the space between the metal pipe member and the tubular members 19 and 20 may be sealed with a sealing material.

【0075】(カ) 上記の各実施形態では、導電性セ
パレータ4をセルC’の酸素極2に臨む側に付設してセ
パレータ付セルCを構成する場合について例示したが、
これに代えて、セルC’における燃料極3に臨む側に、
燃料ガス流路fを形成すべく、導電性セパレータ4を付
設しても良い。
(F) In each of the above embodiments, the case where the separator C is formed by attaching the conductive separator 4 to the side facing the oxygen electrode 2 of the cell C ′ has been described.
Instead, on the side facing the fuel electrode 3 in the cell C ′,
A conductive separator 4 may be provided to form the fuel gas flow path f.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態における燃料電池のセルの構成を
示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a cell of a fuel cell according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態におけるセルユニットの構成を示
す分解斜視図
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a cell unit according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態におけるスタックユニットの構成
を示す分解斜視図
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a stack unit according to the first embodiment.

【図4】第1実施形態におけるスタックユニットの発電
検査の行うための構成を示す斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration for performing a power generation inspection of the stack unit in the first embodiment.

【図5】第1実施形態における燃料電池の全体構成を示
す横断平面図
FIG. 5 is a cross-sectional plan view showing the entire configuration of the fuel cell according to the first embodiment.

【図6】図5におけるイ−イ矢視図FIG. 6 is a view as viewed from the direction of the arrows in FIG. 5;

【図7】図5におけるロ−ロ矢視図FIG. 7 is a view as seen from the direction of the arrow in FIG. 5;

【図8】第2実施形態におけるスタックユニットの構成
を示す分解斜視図
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the configuration of a stack unit according to the second embodiment.

【図9】第2実施形態における燃料電池の全体構成を示
す横断平面図
FIG. 9 is a cross-sectional plan view showing the entire configuration of a fuel cell according to a second embodiment.

【図10】図9におけるハ−ハ矢視図FIG. 10 is a view as viewed from the direction indicated by the arrows in FIG. 9;

【図11】第3実施形態におけるスタックユニットの要
部の構成を示す分解斜視図
FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a main part of a stack unit according to a third embodiment.

【図12】第3実施形態におけるスタックユニットの構
成を示す斜視図
FIG. 12 is a perspective view illustrating a configuration of a stack unit according to a third embodiment.

【図13】比較例の燃料電池の構成を示す縦断側面図FIG. 13 is a longitudinal sectional side view showing a configuration of a fuel cell of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電解質層 2 酸素極 3 燃料極 4 流路部材 5a 差し込み部 5b 孔 5j 連通接続部 5A 端用セル保持部材 5B 間用セル保持部材 7 柔軟性導電材 19 筒状部材 22 酸素側給気路 23 酸素側排気路 f 燃料ガス流路 s 酸素含有ガス流路 nC セル列 C 流路部材付きセル C’ セル CM スタックユニット CU セルユニット D 閉塞部材 F セル保持部材 L 端子部 R ガス通路形成部材 X 酸素側ガス通路 Y 燃料側ガス通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolyte layer 2 Oxygen electrode 3 Fuel electrode 4 Flow path member 5a Insertion part 5b Hole 5j Communication connection part 5A End cell holding member 5B Cell holding member between 7 7 Flexible conductive material 19 Cylindrical member 22 Oxygen side air supply passage 23 Oxygen-side exhaust path f Fuel gas flow path s Oxygen-containing gas flow path nC Cell row C Cell with flow path member C 'Cell CM Stack unit CU Cell unit D Closing member F Cell holding member L Terminal R Gas passage forming member X Oxygen Side gas passage Y Fuel side gas passage

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電解質層の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燃料電池のセルの複数が、前
記酸素極に臨む側に酸素含有ガス流路が形成され且つ前
記燃料極に臨む側に燃料ガス流路が形成される状態で、
且つ、隣合うもの同士が導電状態に接続される状態で、
セル保持部材によって、互いに間隔を隔てて保持されて
積層状態に組み付けられた燃料電池であって、 前記複数のセルが、複数のグループに分割され、 分割されたグループ夫々の複数のセルが前記セル保持部
材によって保持される状態で組み付けられ、且つ、セル
積層方向の両端部に電力取り出し用の端子部が設けられ
ることにより、スタックユニットが形成され、 それら複数のスタックユニット夫々に、前記酸素含有ガ
ス流路夫々に連通する酸素側ガス通路、又は、前記燃料
ガス流路夫々に連通する燃料側ガス通路が、スタックユ
ニット毎に区画される状態で設けられ、 前記複数のスタックユニットが、隣合うもの同士が隣合
う端子部同士で導電状態に接続される状態で並置され、 酸素含有ガスが複数の酸素側ガス通路に対して並列的に
供給されるように、又は、燃料ガスが複数の燃料側ガス
通路に対して並列的に供給されるように構成されている
燃料電池。
An oxygen-containing gas flow path is formed on a side of a plurality of cells of a fuel cell having an oxygen electrode on one surface of an electrolyte layer and a fuel electrode on the other surface, and a side facing the oxygen electrode. In a state where a fuel gas flow path is formed on the side facing the fuel electrode,
And, in a state where adjacent things are connected in a conductive state,
A fuel cell, which is held at a distance from each other by a cell holding member and assembled in a stacked state, wherein the plurality of cells are divided into a plurality of groups, and the plurality of cells in each of the divided groups are the cells. A stack unit is formed by assembling in a state of being held by the holding member, and power extraction terminals are provided at both ends in the cell stacking direction, whereby a stack unit is formed. An oxygen-side gas passage communicating with each of the flow paths, or a fuel-side gas passage communicating with each of the fuel gas flow paths is provided so as to be partitioned for each stack unit, and the plurality of stack units are adjacent to each other. Are placed side by side in a state where they are connected to each other in a conductive state with adjacent terminal parts, and the oxygen-containing gas is connected in parallel to a plurality of oxygen-side gas passages. As supplied, or a fuel cell which fuel gas is configured to be parallel supply to a plurality of fuel-side gas passages.
【請求項2】 前記スタックユニットにおける複数のセ
ルが、複数のグループに分割され、 分割されたグループ夫々の複数のセルが前記セル保持部
材によって保持される状態で組み付けられることによ
り、セルユニットが形成され、 それら複数のセルユニットが並置されることにより、前
記スタックユニットが形成されている請求項1記載の燃
料電池。
2. A cell unit is formed by dividing a plurality of cells in the stack unit into a plurality of groups and assembling the plurality of cells in each of the divided groups while being held by the cell holding member. The fuel cell according to claim 1, wherein the stack unit is formed by arranging the plurality of cell units in parallel.
【請求項3】 前記セルにおける前記酸素極に臨む側
に、前記酸素含有ガス流路を形成すべく、導電性部分を
備えた流路部材が付設され、 その流路部材が付設された流路部材付きセルは、矩形板
状に形成され、並びに、前記流路部材によって、前記流
路部材付きセルにおける一方の向かい合う一対の端面が
前記酸素含有ガス流路が開いた開口端面となり、且つ、
他方の向かい合う一対の端面が前記酸素含有ガス流路が
閉じた閉塞端面となるように構成され、 前記セル保持部材が、前記流路部材付きセルにおける前
記酸素含有ガス流路が開いた開口端縁夫々に配置すべ
く、一対設けられ、 前記セル保持部材に、前記流路部材付きセルの厚さと同
一又は略同一に形成されて、前記開口端縁が入れられる
差し込み部が設けられ、 前記流路部材付きセルの複数が、夫々の前記開口端縁を
前記差し込み部に入れた状態で前記セル保持部材に保持
されて、前記燃料ガス流路を形成すべく互いに間隔を隔
てて積層状態に組み付けられ、 前記燃料ガス流路が、前記一対の開口端面側において前
記一対のセル保持部材にて閉じられ、且つ、前記一対の
閉塞端面側において開けられるように構成され、 前記セル積層方向に隣接する流路部材付きセル間に、気
体の通流を許容する状態に形成された柔軟性導電材が充
填されている請求項1又は2記載の燃料電池。
3. A flow path member having a conductive portion is provided on a side of the cell facing the oxygen electrode to form the oxygen-containing gas flow path, and the flow path member is provided with the flow path member. The member-equipped cell is formed in a rectangular plate shape, and, by the flow path member, one of a pair of opposed end faces in the flow path member-equipped cell becomes an open end face in which the oxygen-containing gas flow path is opened, and
The other pair of end faces is configured to be a closed end face in which the oxygen-containing gas flow path is closed, and the cell holding member is an open edge where the oxygen-containing gas flow path in the cell with the flow path member is open. In order to be arranged respectively, a pair of provided, the cell holding member is formed with the same or substantially the same thickness of the cell with the flow path member, provided with an insertion portion into which the opening edge is inserted, the flow path A plurality of the member-equipped cells are held by the cell holding member with the respective opening edges inserted into the insertion portions, and are assembled in a stacked state with an interval therebetween to form the fuel gas flow path. The fuel gas flow path is configured to be closed by the pair of cell holding members on the pair of open end faces and to be opened on the pair of closed end faces, and in the cell stacking direction. Between adjacent flow path members with cells, fuel cell according to claim 1 or 2, wherein flexible conductive material which is formed in a state that allows the flow of gas is filled.
【請求項4】 前記セル保持部材に、前記差し込み部に
臨み、且つ、前記セル積層方向に貫通する孔が設けら
れ、 前記スタックユニットにおいて、前記セル積層方向に並
ぶ複数のセル保持部材夫々の前記孔が一連に連なって通
路が形成されるとともに、その通路における前記セル積
層方向の両端夫々が、閉塞部材によって閉塞されること
により、前記酸素側ガス通路が一対形成され、 一対の酸素側ガス通路のうちの一方に、ガス通路内に酸
素含有ガスを供給する酸素側給気路が、他方に、酸素含
有ガス流路夫々からの排ガスをガス通路外に排出する酸
素側排気路が連通接続されている請求項3記載の燃料電
池。
4. The cell holding member is provided with a hole facing the insertion portion and penetrating in the cell stacking direction. In the stack unit, each of the plurality of cell holding members arranged in the cell stacking direction is provided. A series of holes are formed in series to form a passage, and both ends of the passage in the cell stacking direction are closed by closing members, thereby forming a pair of the oxygen-side gas passages, and a pair of the oxygen-side gas passages One of them is connected to an oxygen-side air supply passage for supplying an oxygen-containing gas into the gas passage, and the other is connected to an oxygen-side exhaust passage for discharging exhaust gas from each of the oxygen-containing gas passages to the outside of the gas passage. The fuel cell according to claim 3, wherein
【請求項5】 前記スタックユニットにおける、前記燃
料ガス流路夫々が開かれた面部に対して、前記燃料ガス
流路夫々に連通する燃料側ガス通路を区画形成すべく、
ガス通路形成部材が設けられている請求項4記載の燃料
電池。
5. In the stack unit, a fuel-side gas passage communicating with each of the fuel gas flow paths is formed on a surface of the stack unit where each of the fuel gas flow paths is opened.
The fuel cell according to claim 4, further comprising a gas passage forming member.
【請求項6】 前記スタックユニットにおける前記セル
積層方向の一端側に、一対の筒状部材が、前記セル積層
方向に並ぶ複数のセル保持部材夫々の前記孔によって形
成される一対の通路と各別に連通する状態で設けられる
とともに、前記閉塞部材が、前記一対の筒状部材夫々の
端部開口を閉塞する状態で設けられ、 前記一対の筒状部材に、前記酸素側給気路及び前記酸素
側排気路が各別に連通接続され、 複数の前記スタックユニットが、前記セル積層方向又は
そのセル積層方向と直交する方向に並置されている請求
項4又は5記載の燃料電池。
6. A pair of cylindrical members are provided at one end of the stack unit in the cell stacking direction separately from a pair of passages formed by the holes of a plurality of cell holding members arranged in the cell stacking direction. The pair of tubular members are provided so as to be in communication with each other, and the closing member is provided so as to close each end opening of the pair of tubular members. The fuel cell according to claim 4, wherein an exhaust path is separately connected, and the plurality of stack units are juxtaposed in the cell stacking direction or a direction orthogonal to the cell stacking direction.
【請求項7】 前記セル保持部材が、前記差し込み部が
1個設けられた端用セル保持部材、又は、前記差し込み
部が前記セル積層方向視において対向する一対の端縁夫
々に1個ずつ設けられ、且つ、それら一対の差し込み部
を連通させる連通接続部が設けられた間用セル保持部材
にて構成され、 複数の流路部材付きセルが、前記開口端面を互いに向か
い合わせた状態で面方向に列状に並置され、 列状に並置された前記複数の流路部材付きセルが、列方
向両端部夫々の流路部材付きセルにおける外側の開口端
縁を前記端用セル保持部材の差し込み部に入れ、且つ、
列方向に隣接する前記流路部材付きセルにおける互いに
対向する開口端縁夫々を前記間用セル保持部材の一対の
差し込み部に入れた状態で、前記端用セル保持部材及び
前記間用セル保持部材によって保持されて、セル列が形
成され、 そのセル列の複数が、前記端用セル保持部材及び前記間
用セル保持部材によって積層状態に組み付けられて、ス
タックユニットが形成され、 前記端子部が、前記セル積層方向の端部における前記セ
ル列の流路部材付きセル夫々に対して設けられ、 前記酸素側ガス通路が、前記セル列の列方向端部の流路
部材付きセルに対して設けられている請求項3記載の燃
料電池。
7. An end cell holding member provided with one insertion portion, or one cell holding member is provided at each of a pair of edges facing each other in the cell stacking direction as viewed in the cell stacking direction. And a communication cell connecting member for communicating the pair of insertion portions. The cell connecting member is provided with a plurality of flow path members, and the cells with the flow path members face each other with the opening end faces facing each other. The plurality of cells with flow path members are juxtaposed in a row, and the plurality of cells with flow path members are arranged such that the outer opening edges of the cells with flow path members at both ends in the column direction are inserted into the end cell holding member. Into, and
The end cell holding member and the intercellular cell holding member are placed in a state where the opposing open edges of the cells with flow path members adjacent in the column direction are inserted into a pair of insertion portions of the intervening cell holding member. A cell row is formed, and a plurality of the cell rows are assembled in a stacked state by the end cell holding member and the intermediate cell holding member to form a stack unit. An oxygen-side gas passage is provided for each cell with a flow path member at the end in the cell stacking direction of the cell row, and the oxygen-side gas passage is provided for a cell with a flow path member at the end of the cell row in the row direction. The fuel cell according to claim 3, wherein
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