(57)【要約】【課題】ハウジング内における低温領域の発生を抑制して温度分布を改善する。【解決手段】燃料電池装置１００は、燃料電池セル１０と、ハウジング８０とを備える。ハウジング８０は、燃料電池セル１０を収容する。ハウジング８０は、ハウジング内部と外部とを連通する連通路８４を有する。連通路８４は、ハウジング８０内における低温領域Ａと対向する。【選択図】図８
2020064842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルと、
前記燃料電池セルを収容するハウジングと、
を備え、
前記ハウジングは、前記ハウジング内部と外部とを連通する連通路を有し、
前記連通路は、前記ハウジング内における低温領域と対向する、
燃料電池装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、底壁、側壁、及び天壁によって構成されている、
請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記側壁は、一対の第１側壁部と、一対の第２側壁部とを有し、
前記連通路は、前記一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間の少なくともいずれかに形成される、
請求項２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間を封鎖する封鎖部を有し、
前記封鎖部は、前記第１側壁部及び前記第２側壁部の一方に形成される係合凹部と、前記第１側壁部及び前記第２側壁部の他方に形成されて前記係合凹部と係合する係合凸部と、を有する、
請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記連通路は、前記底壁と前記側壁との間、及び前記天壁と前記側壁との間の少なくともいずれかに形成される、
請求項２から４のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記底壁と前記側壁との間を封鎖する封鎖部を有し、
前記封鎖部は、前記底壁及び前記側壁の一方に形成される係合凹部と、前記底壁及び前記側壁の他方に形成されて前記係合凹部と係合する係合凸部と、を有する、
請求項５に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記天壁と前記側壁との間を封鎖する封鎖部を有し、
前記封鎖部は、前記天壁及び前記側壁の一方に形成される係合凹部と、前記天壁及び前記側壁の他方に形成されて前記係合凹部と係合する係合凸部と、を有する、
請求項５に記載の燃料電池装置。
【請求項８】
前記ハウジングは直方体状であり、
前記連通路は、前記ハウジングの各隅部の少なくともいずれかに形成される、
請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項９】
前記ハウジングは、断熱材によって構成される、
請求項１から８のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
前記ハウジング内に収容され、前記燃料電池セルの基端部を支持するマニホールドをさらに備える、
請求項１から９のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１１】
ガス供給室及びガス回収室を有し、前記ハウジング内に収容されるマニホールドをさらに備え、
前記燃料電池セルは、
前記ガス供給室と連通し、前記燃料電池セルの基端部から先端部に延びる少なくとも１つの第１ガス流路と、
前記ガス回収室と連通し、前記燃料電池セルの基端部から先端部に延びて前記燃料電池セルの先端部において前記第１ガス流路と連通する、少なくとも１つの第２ガス流路と、
を有する、
請求項１から９のいずれかに記載の燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池装置は、燃料電池セル、及びマニホールドを備えている。例えば特許文献１に開示された燃料電池装置では、燃料電池セルがハウジング内に収容されている。ハウジング内は気密に構成されており、このハウジング内に、燃料電池セルの発電に用いられる空気が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９８６３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような構成の燃料電池装置を定格運転した際に、ハウジング内において他の領域よりも温度が低い低温領域が生じることがある。ハウジング内の温度は均一であることが好ましく、低温領域の発生を抑制することが好ましい。
【０００５】
本発明の課題は、ハウジング内における低温領域の発生を抑制して温度分布を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある側面に係る燃料電池装置は、燃料電池セル及びハウジングを備える。ハウジングは、燃料電池セルを収容する。ハウジングは、ハウジング内部と外部とを連通する連通路を有する。連通路は、ハウジング内における低温領域と対向する。
【０００７】
この構成によれば、ハウジングに形成された連通路は外部と連通しているため、ハウジング内に充填された気体（例えば、空気）が連通路を介して外部へと流れる。すなわち、ハウジング内において、ハウジング内の他の領域から低温領域を介して連通路へ向かうような気流が生成される。この結果、低温領域の発生を抑制することができ、ハウジング内の温度分布を改善することができる。なお、低温領域とは、ハウジングの連通路を塞いで定格運転を行った場合に、ハウジング内において他の領域よりも低温となる領域である。例えば、ハウジング内において、燃料電池セルから離れた領域が低温領域となりやすい。
【０００８】
好ましくは、ハウジングは、底壁、側壁、及び天壁によって構成されている。
【０００９】
好ましくは、側壁は、一対の第１側壁部と、一対の第２側壁部とを有する。そして、連通路は、一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間の少なくともいずれかに形成される。この構成において、低温領域は、ハウジング内における、一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間と対向する領域の少なくともいずれかである。この一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間の少なくともいずれかに連通路を設けることによって、この低温領域の発生を抑制することができる。
【００１０】
好ましくは、ハウジングは、一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間を封鎖する封鎖部を有する。封鎖部は、係合凹部及び係合凸部を有する。係合凹部は、第１側壁部及び第２側壁部の一方に形成される。係合凸部は、第１側壁部及び第２側壁部の他方に形成される。係合凸部は、係合凹部と係合する。
【００１１】
好ましくは、連通路は、底壁と記側壁との間、及び天壁と側壁との間の少なくともいずれかに形成される。この構成において、低温領域は、ハウジング内における、底壁と側壁との間と対向する領域、及び側壁と天壁との間と対向する領域の少なくともいずれかである。この底壁と記側壁との間、及び天壁と側壁との間の少なくともいずれかに連通路を設けることによって、この低温領域の発生を抑制することができる。
【００１２】
好ましくは、ハウジングは、底壁と側壁との間を封鎖する封鎖部を有する。封鎖部は、係合凹部及び係合凸部を有する。係合凹部は、底壁及び側壁の一方に形成される。係合凸部は、底壁及び側壁の他方に形成される。係合凸部は、係合凹部と係合する。
【００１３】
好ましくは、ハウジングは、天壁と側壁との間を封鎖する封鎖部を有する。封鎖部は、係合凹部及び係合凸部を有する。係合凹部は、天壁及び側壁の一方に形成される。係合凸部は、天壁及び側壁の他方に形成される。係合凸部は、係合凹部と係合する。
【００１４】
好ましくは、ハウジングは直方体状であり、連通路は、ハウジングの各隅部の少なくともいずれかに形成される。この構成において、低温領域は、ハウジング内における各隅部と対向する領域の少なくともいずれかである。この各隅部の少なくともいずれかに連通路を設けることによって、この低温領域の発生を抑制することができる。
【００１５】
好ましくは、ハウジングは、断熱材によって構成される。
【００１６】
好ましくは、燃料電池装置は、マニホールドをさらに備える。マニホールドは、ハウジング内に収容され、燃料電池セルの基端部を支持する。
【００１７】
好ましくは、燃料電池装置は、マニホールドをさらに備える。マニホールドは、ガス供給室及びガス回収室を有する。マニホールドは、ハウジング内に収容される。燃料電池セルは、少なくとも１つの第１ガス流路と、少なくとも１つの第２ガス流路と、を有する。第１ガス流路は、ガス供給室と連通し、燃料電池セルの基端部から先端部に延びる。第２ガス流路は、ガス回収室と連通し、燃料電池セルの基端部から先端部に延びる。第１ガス流路と第２ガス流路とは、燃料電池セルの先端部において互いに連通する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ハウジング内の低温領域の発生を抑制して温度分布を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】燃料電池装置の斜視図。
【図２】燃料電池装置の概略図。
【図３】マニホールドの断面図。
【図４】マニホールドの上面図。
【図５】セルスタック装置の断面図。
【図６】燃料電池セルの斜視図。
【図７】燃料電池セルの断面図。
【図８】燃料電池装置の断面図。
【図９】変形例に係る燃料電池装置の断面図。
【図１０】変形例に係るハウジングの平面断面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図。
【図１３】封鎖部の拡大図。
【図１４】変形例に係る燃料電池装置の概略図。
【図１５】変形例に係るセルスタック装置の断面図。
【図１６】変形例に係るセルスタック装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る燃料電池装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、燃料電池セルの一例として固体酸化物形燃料電池セル（ＳＯＦＣ）を用いて説明する。図１は燃料電池装置を示す斜視図である。なお、図１において、いくつかの燃料電池セル、及びハウジングなどの記載を省略している。
【００２１】
［燃料電池装置］
図１に示すように、燃料電池装置１００は、マニホールド２と、複数の燃料電池セル１０と、燃料処理器７０とを備えている。また、図２に示すように、燃料電池装置１００は、ハウジング８０、熱交換器８０１、第１空気供給経路Ｐ１、第２空気供給経路Ｐ２、燃料ガス供給経路Ｐ３、オフガス供給経路Ｐ４を備えている。また、燃料電池装置１００は、原料ガス供給経路Ｐ５、及び水蒸気供給経路Ｐ６をさらに備えている。
【００２２】
［マニホールド］
図３に示すように、マニホールド２は、燃料電池セル１０にガスを供給するように構成されている。また、マニホールド２は、燃料電池セル１０から排出されたガスを回収するように構成されている。マニホールド２は、ガス供給室２１とガス回収室２２とを有している。ガス供給室２１には、燃料処理器７０から燃料ガスが供給される。ガス回収室２２は、各燃料電池セル１０にて使用された燃料ガスを回収する。
【００２３】
マニホールド２は、マニホールド本体部２３と、仕切板２４とを有している。マニホールド本体部２３は、内部に空間を有している。マニホールド本体部２３は、直方体状である。
【００２４】
図４に示すように、マニホールド本体部２３の天板部２３１には、複数の貫通孔２３２が形成されている。各貫通孔２３２は、マニホールド本体部２３の長さ方向（ｚ軸方向）に間隔をあけて並んでいる。各貫通孔２３２は、マニホールド本体部２３の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。各貫通孔２３２は、ガス供給室２１及びガス回収室２２と連通している。なお、各貫通孔２３２は、ガス供給室２１と連通する部分とガス回収室２２と連通する部分とに分かれていてもよい。
【００２５】
仕切板２４は、マニホールド本体部２３の空間をガス供給室２１とガス回収室２２とに仕切っている。詳細には、仕切板２４は、マニホールド本体部２３の略中央部において、マニホールド本体部２３の長さ方向に延びている。仕切板２４は、マニホールド本体部２３の空間を完全に仕切っている必要は無く、仕切板２４とマニホールド本体部２３との間に隙間が形成されていてもよい。
【００２６】
図３に示すように、ガス供給室２１の底面には、ガス供給口２１１が形成されている。また、ガス回収室２２の底面には、ガス排出口２２１が形成されている。ガス供給口２１１は、例えば、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）において、マニホールド２の中心Ｃよりも第１端部２０１側に配置されている。一方、ガス排出口２２１は、例えば、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）において、マニホールド２の中心Ｃよりも第２端部２０２側に配置されている。
【００２７】
［燃料電池セル］
図５は、セルスタック装置の断面図を示している。なお、セルスタック装置は、複数の燃料電池セル１０とマニホールド２とから構成されている。図５に示すように、燃料電池セル１０は、マニホールド２から上方に延びている。燃料電池セル１０は、基端部１０１がマニホールド２に取り付けられている。すなわち、マニホールド２は、各燃料電池セル１０の基端部１０１を支持している。本実施形態では、燃料電池セル１０の基端部１０１は下端部を意味し、燃料電池セル１０の先端部１０２は上端部を意味する。
【００２８】
図１に示すように、各燃料電池セル１０は、主面同士が対向するように並べられている。また、各燃料電池セル１０は、マニホールド２の長さ方向（ｚ軸方向）に沿って間隔をあけて並べられている。すなわち、燃料電池セル１０の配列方向は、マニホールド２の長さ方向に沿っている。なお、各燃料電池セル１０は、マニホールド２の長さ方向に沿って等間隔に配置されていなくてもよい。
【００２９】
図５及び図６に示すように、燃料電池セル１０は、支持基板４と、複数の発電素子部５と、連通部材３と、を有している。各発電素子部５は、支持基板４の第１主面４５及び第２主面４６に支持されている。なお、第１主面４５に形成される発電素子部５の数と第２主面４６に形成される発電素子部５の数とは、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。また、各発電素子部５の大きさは、互いに異なっていてもよい。
【００３０】
［支持基板］
支持基板４は、マニホールド２から上下方向に延びている。詳細には、支持基板４は、マニホールド２から上方に延びている。支持基板４は、扁平状であり、基端部４１と先端部４２とを有している。基端部４１及び先端部４２は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）における両端部である。本実施形態では、支持基板４の基端部４１は下端部を意味し、支持基板４の先端部４２は上端部を意味する。
【００３１】
支持基板４の基端部４１は、マニホールド２に取り付けられる。例えば、支持基板４の基端部４１は、接合材などによってマニホールド２の天板部２３１に取り付けられる。詳細には、支持基板４の基端部４１は、天板部２３１に形成された貫通孔２３４に挿入されている。なお、支持基板４の基端部４１は、貫通孔２３４に挿入されていなくてもよい。このように支持基板４の基端部４１がマニホールド２に取り付けられることによって、支持基板４の基端部４１は、ガス供給室２１及びガス回収室２２と連結している。
【００３２】
支持基板４は、複数の第１ガス流路４３と、複数の第２ガス流路４４とを有している。第１ガス流路４３は、支持基板４内を上下方向に延びている。すなわち、第１ガス流路４３は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に延びている。第１ガス流路４３は、支持基板４を貫通している。各第１ガス流路４３は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）において互いに間隔をあけて配置されている。なお、各第１ガス流路４３は、等間隔に配置されていることが好ましい。支持基板４は、長さ方向（ｘ軸方向）よりも幅方向（ｙ軸方向）の寸法の方が長くてもよい。
【００３３】
図５に示すように、隣り合う第１ガス流路４３のピッチｐ１は、例えば、１〜５ｍｍ程度である。この隣り合う第１ガス流路４３のピッチｐ１は、第１ガス流路４３の中心間の距離である。例えば、第１ガス流路４３のピッチｐ１は、基端部４１、中央部、及び先端部４２のそれぞれにおいて測定したピッチの平均値とすることができる。
【００３４】
第１ガス流路４３は、燃料電池セル１０の基端部１０１から先端部１０２に向かって延びている。燃料電池セル１０をマニホールド２に取り付けた状態において、第１ガス流路４３は、基端部１０１側において、ガス供給室２１と連通している。
【００３５】
第２ガス流路４４は、支持基板４内を上下方向に延びている。すなわち、第２ガス流路４４は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に延びている。第２ガス流路４４は、第１ガス流路４３と実質的に平行に延びている。
【００３６】
第２ガス流路４４は、支持基板４を貫通している。各第２ガス流路４４は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）において互いに間隔をあけて配置されている。なお、各第２ガス流路４４は、等間隔に配置されていることが好ましい。
【００３７】
隣り合う第２ガス流路４４のピッチｐ２は、例えば、１〜５ｍｍ程度である。この隣り合う第２ガス流路４４のピッチｐ２は、第２ガス流路４４の中心間の距離である。例えば、第２ガス流路４４のピッチｐ２は、基端部４１、中央部、及び先端部４２のそれぞれにおいて測定したピッチの平均値とすることができる。なお、各第２ガス流路４４間のピッチｐ２は、各第１ガス流路４３間のピッチｐ１と実質的に等しいことが好ましい。
【００３８】
第２ガス流路４４は、燃料電池セル１０の先端部１０２から基端部１０１に向かって延びている。燃料電池セル１０をマニホールド２に取り付けた状態において、第２ガス流路４４は、基端部１０１側において、マニホールド２のガス回収室２２と連通している。
【００３９】
隣り合う第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とのピッチｐ０は、例えば、１〜１０ｍｍ程度である。この隣り合う第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とのピッチｐ０は、第１ガス流路４３の中心と第２ガス流路４４の中心との距離である。例えば、ピッチｐ０は、支持基板４の第１端面４１１において測定することができる。
【００４０】
隣り合う第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とのピッチｐ０は、隣り合う第１ガス流路４３のピッチｐ１よりも大きい。また、隣り合う第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とのピッチｐ０は、隣り合う第２ガス流路４４のピッチｐ２よりも大きい。
【００４１】
第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とは、燃料電池セル１０の先端部１０２側において互いに連通している。詳細には、第１ガス流路４３と、第２ガス流路４４とが、連通部材３の連通流路３０を介して連通している。
【００４２】
第１ガス流路４３及び第２ガス流路４４は、第１ガス流路４３内におけるガスの圧力損失が第２ガス流路４４内におけるガスの圧力損失よりも小さくなるように構成されている。なお、本実施形態のように第１ガス流路４３及び第２ガス流路４４のそれぞれが複数本ある場合、各第１ガス流路４３内におけるガスの圧力損失の合計が、各第２ガス流路４４内におけるガスの圧力損失の合計よりも小さくなるように、第１ガス流路４３及び第２ガス流路４４が構成される。
【００４３】
例えば、各第１ガス流路４３の流路断面積は、各第２ガス流路４４の流路断面積よりも大きくすることができる。なお、第１ガス流路４３の数と第２ガス流路４４との数とが異なる場合は、各第１ガス流路４３の流路断面積の合計値が、各第２ガス流路４４の流路断面積の合計値よりも大きくすることができる。
【００４４】
特に限定されるものではないが、各第２ガス流路４４の流路断面積の合計値は、各第１ガス流路４３の流路断面積の合計値の２０〜９５％程度とすることができる。なお、第１ガス流路４３の流路断面積は、例えば、０.５〜２０ｍｍ２程度とすることができる。また、第２ガス流路４４の流路断面積は、例えば、０.１〜１５ｍｍ２程度とすることができる。
【００４５】
なお、第１ガス流路４３の流路断面積は、第１ガス流路４３が延びる方向（ｘ軸方向）と直交する面（ｙｚ平面）で切断した切断面における第１ガス流路４３の流路断面積を言う。また、第１ガス流路４３の流路断面積は、基端部４１側の任意の箇所における流路断面積と、中央部の任意の箇所における流路断面積と、先端部４２側の任意の箇所における流路断面積との平均値とすることができる。
【００４６】
また、第２ガス流路４４の流路断面積は、第２ガス流路４４が延びる方向（ｘ軸方向）と直交する面（ｙｚ平面）で切断した切断面における第２ガス流路４４の流路断面積を言う。また、第２ガス流路４４の流路断面積は、基端部４１側の任意の箇所における流路断面積と、中央部の任意の箇所における流路断面積と、先端部４２側の任意の箇所における流路断面積との平均値とすることができる。
【００４７】
図６に示すように、支持基板４は、第１主面４５と、第２主面４６とを有している。第１主面４５と第２主面４６とは、互いに反対を向いている。第１主面４５及び第２主面４６は、各発電素子部５を支持している。第１主面４５及び第２主面４６は、支持基板４の厚さ方向（ｚ軸方向）を向いている。また、支持基板４の各側面４７は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）を向いている。各側面４７は、湾曲していてもよい。図１に示すように、各支持基板４は、第１主面４５と第２主面４６とが対向するように配置されている。
【００４８】
図６に示すように、支持基板４は、発電素子部５を支持している。支持基板４は、電子伝導性を有さない多孔質の材料によって構成される。支持基板４は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成される。または、支持基板４は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ２Ｏ３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）とＭｇＡｌ２Ｏ４（マグネシアアルミナスピネル）とから構成されてもよい。支持基板４の気孔率は、例えば、２０〜６０％程度である。この気孔率は、例えば、アルキメデス法、又は微構造観察により測定される。
【００４９】
支持基板４は、緻密層４８によって覆われている。緻密層４８は、第１ガス流路４３及び第２ガス流路４４から支持基板４内に拡散されたガスが外部に排出されることを抑制するように構成されている。本実施形態では、緻密層４８は、支持基板４の第１主面４５、第２主面４６、及び各側面４７を覆っている。なお、本実施形態では、緻密層４８は、後述する電解質７と、インターコネクタ９１とによって構成されている。緻密層４８は、支持基板４よりも緻密である。例えば、緻密層４８の気孔率は、０〜７％程度である。
【００５０】
［発電素子部］
複数の発電素子部５が、支持基板４の第１主面４５及び第２主面４６に支持されている。各発電素子部５は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に配列されている。詳細には、各発電素子部５は、支持基板４上において、基端部４１から先端部４２に向かって互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、各発電素子部５は、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に沿って、間隔をあけて配置されている。なお、各発電素子部５は、後述する電気的接続部９によって、互いに直列に接続されている。また、第１主面４５に配置された発電素子部５と第２主面４６に配置された発電素子部５とは、支持基板４の基端部４１又は先端部４２などにおいて、直列に接続されている。
【００５１】
発電素子部５は、支持基板４の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。発電素子部５は、支持基板４の幅方向において第１部分５１と第２部分５２とに区画される。なお、第１部分５１と第２部分５２との厳密な境界はない。例えば、燃料電池セル１０をマニホールド２に取り付けた状態において、支持基板４の長さ方向視（ｘ軸方向視）において、ガス供給室２１とガス回収室２２との境界と重複する部分を、第１部分５１と第２部分５２との境界部とすることができる。
【００５２】
支持基板４の厚さ方向視（ｚ軸方向視）において、第１ガス流路４３は、発電素子部５の第１部分５１と重複している。また、支持基板４の厚さ方向視（ｚ軸方向視）において、第２ガス流路４４は、発電素子部５の第２部分５２と重複している。なお、複数の第１ガス流路４３のうち、一部の第１ガス流路４３が第１部分５１と重複していなくてもよい。同様に、複数の第２ガス流路４４のうち、一部の第２ガス流路４４が第２部分５２と重複していなくてもよい。
【００５３】
図７は、第１ガス流路４３に沿って切断した燃料電池セル１０の断面図である。なお、第２ガス流路４４に沿って切断した燃料電池セル１０の断面図は、第２ガス流路４４の流路断面積が異なる以外は、図７と同じである。
【００５４】
発電素子部５は、燃料極６、電解質７、及び空気極８を有している。また、発電素子部５は、反応防止膜１１をさらに有している。燃料極６は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。燃料極６は、燃料極集電部６１と燃料極活性部６２とを有する。
【００５５】
燃料極集電部６１は、凹部４９内に配置されている。凹部４９は、支持基板４に形成されている。詳細には、燃料極集電部６１は、凹部４９内に充填されており、凹部４９と同様の外形を有する。各燃料極集電部６１は、第１凹部６１１及び第２凹部６１２を有している。燃料極活性部６２は、第１凹部６１１内に配置されている。詳細には、燃料極活性部６２は、第１凹部６１１内に充填されている。
【００５６】
燃料極集電部６１は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極集電部６１は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹ２Ｏ３（イットリア）とから構成されてもよいし、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）とから構成されてもよい。燃料極集電部６１の厚さ、及び凹部４９の深さは、５０〜５００μｍ程度である。
【００５７】
燃料極活性部６２は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）とから構成され得る。或いは、燃料極活性部６２は、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とから構成されてもよい。燃料極活性部６２の厚さは、５〜３０μｍである。
【００５８】
電解質７は、燃料極６上を覆うように配置されている。詳細には、電解質７は、一のインターコネクタ９１から他のインターコネクタ９１まで長さ方向に延びている。すなわち、支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）において、電解質７とインターコネクタ９１とが交互に配置されている。また、電解質７は、支持基板４の第１主面４５、第２主面４６、及び各側面４７を覆っている。
【００５９】
電解質７は、支持基板４よりも緻密である。例えば、電解質７の気孔率は、０〜７％程度である。電解質７は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料から構成される焼成体である。電解質７は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ）（イットリア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。電解質７の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。
【００６０】
反応防止膜１１は、緻密な材料から構成される焼成体である。反応防止膜１１は、平面視において、燃料極活性部６２と略同一の形状である。反応防止膜１１は、電解質７を介して、燃料極活性部６２と対応する位置に配置されている。反応防止膜１１は、電解質７内のＹＳＺと空気極８内のＳｒとが反応して電解質７と空気極８との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜１１は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から構成され得る。反応防止膜１１の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。
【００６１】
空気極８は、反応防止膜１１上に配置されている。空気極８は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極８は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＦｅＯ３（ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＮＦ＝Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）等から構成されてもよい。また、空気極８は、ＬＳＣＦから構成される第１層（内側層）とＬＳＣから構成される第２層（外側層）との２層によって構成されてもよい。空気極８の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【００６２】
［電気的接続部］
電気的接続部９は、隣り合う発電素子部５を電気的に接続するように構成されている。電気的接続部９は、インターコネクタ９１及び空気極集電膜９２を有する。インターコネクタ９１は、第２凹部６１２内に配置されている。詳細には、インターコネクタ９１は、第２凹部６１２内に埋設（充填）されている。インターコネクタ９１は、電子伝導性を有する緻密な材料から構成される焼成体である。インターコネクタ９１は、支持基板４よりも緻密である。例えば、インターコネクタ９１の気孔率は、０〜７％程度である。インターコネクタ９１は、例えば、ＬａＣｒＯ３（ランタンクロマイト）から構成され得る。或いは、（Ｓｒ，Ｌａ）ＴｉＯ３（ストロンチウムチタネート）から構成されてもよい。インターコネクタ９１の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【００６３】
空気極集電膜９２は、隣り合う発電素子部５のインターコネクタ９１と空気極８との間を延びるように配置される。例えば、図７の左側に配置された発電素子部５の空気極８と、図７の右側に配置された発電素子部５のインターコネクタ９１とを電気的に接続するように、空気極集電膜９２が配置されている。空気極集電膜９２は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。
【００６４】
空気極集電膜９２は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から構成され得る。或いは、ＬＳＣ＝（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３（ランタンストロンチウムコバルタイト）から構成されてもよい。或いは、Ａｇ（銀）、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム合金）から構成されてもよい。空気極集電膜９２の厚さは、例えば、５０〜５００μｍ程度である。
【００６５】
［連通部材］
図５に示すように、連通部材３は、支持基板４の先端部４２に取り付けられている。そして、連通部材３は、第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とを連通させる連通流路３０を有している。詳細には、連通流路３０は、各第１ガス流路４３と各第２ガス流路４４とを連通する。連通流路３０は、各第１ガス流路４３から各第２ガス流路４４まで延びる空間によって構成されている。連通部材３は、支持基板４に接合されていることが好ましい。また、連通部材３は、支持基板４と一体的に形成されていることが好ましい。連通流路３０の数は、第１ガス流路４３の数よりも少ない。本実施形態では、一本の連通流路３０のみによって、複数の第１ガス流路４３と複数の第２ガス流路４４とが連通されている。
【００６６】
連通部材３は、例えば、多孔質である。また、連通部材３は、その外側面を構成する緻密層３１を有している。緻密層３１は、連通部材３の本体よりも緻密に形成されている。例えば、緻密層３１の気孔率は、０〜７％程度である。この緻密層３１は、連通部材３と同じ材料や、上述した電解質７に使用される材料、結晶化ガラス等によって形成することができる。
【００６７】
［ハウジング］
図２に示すように、ハウジング８０は、マニホールド２及び燃料電池セル１０を収容する。ハウジング８０は、例えば、断熱材によって構成することができる。ハウジング８０は、直方体状に形成されている。
【００６８】
ハウジング８０は、底壁８１、側壁８２、及び天壁８３を有している。この底壁８１、側壁８２、及び天壁８３は、例えば外側から枠体（図示省略）などによって支持されて、直方体状のハウジング８０を構成している。なお、底壁８１、側壁８２、及び天壁８３のそれぞれは、本実施形態のように板状ではなく、ブロック状に形成されていてもよい。
【００６９】
底壁８１は、マニホールド２の底面と対向するように配置されている。天壁８３は、各燃料電池セル１０の先端面１０３と対向するように配置されている。側壁８２は、底壁８１から天壁８３に向かって延びている。側壁８２は、各燃料電池セル１０の側面、又は配列方向の両端部に配置された燃料電池セル１０の主面と対向するように配置されている。
【００７０】
図８に示すように、側壁８２は、一対の第１側壁部８２１と、一対の第２側壁部８２２とを有している。一対の第１側壁部８２１は、互いに実質的に平行に延びている。第１側壁部８２１は、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）に沿って延びている。第１側壁部８２１は、燃料電池セル１０の側面と対向している。
【００７１】
一対の第２側壁部８２２は、互いに実質的に平行に延びている。第２側壁部８２２は、燃料電池セル１０の幅方向（ｙ軸方向）に沿って延びている。第２側壁部８２２は、配列方向（ｚ軸方向）の両端部に配置された燃料電池セル１０の主面と対向している。
【００７２】
ハウジング８０は、複数の連通路８４を有している。各連通路８４は、ハウジング８０の内部と外部とを連通するように構成されている。また、連通路８４は、ハウジング８０内における低温領域と対向するように配置されている。
【００７３】
本実施形態の燃料電池装置１００の定格運転時において、ハウジング８０に連通路８４が形成されていない場合、ハウジング８０内の第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間の近傍が他の領域よりも低温となりやすい。このため、本実施形態における低温領域は、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間が対向する領域Ａ（図８の二点鎖線内）である。そして、連通路８４は、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間のそれぞれに形成されている。
【００７４】
この連通路８４は、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間に沿ってｘ軸方向に連続して形成されてもよいし、断続的に形成されていてもよい。この連通路８４は、例えば、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間のそれぞれに隙間を形成することによって構成することができる。
【００７５】
なお、燃料電池装置１００の定格運転時において、各連通路８４から外部へと排出する空気の流量の総量は、例えば、第１空気供給経路Ｐ１からハウジング８０へ供給される空気の流量の０．１〜４０％程度とすることができ、好ましくは５〜４０％程度であるが、低温領域の発生を抑制できれば、上記数値範囲を超えてもよい。なお、この各連通路８４から外部へと排出する空気の流量の総量は、第１空気供給経路Ｐ１からハウジング８０へ供給される空気の流量と、空気排出経路Ｐ７から排出される空気の流量との差分によって算出することができる。また、空気排出経路Ｐ７から排出される空気の流量は、例えば、空気に含まれる窒素の流量を測定すればよい。
【００７６】
［燃料処理器］
図２に示すように、燃料処理器７０は、マニホールド２のガス供給室２１に供給される燃料ガスを生成する。例えば、燃料処理器７０は、改質器である。燃料処理器７０は、原料ガス（天然ガス、液化石油ガス、灯油など）を改質して燃料ガス（水素含有ガス）を生成する。例えば、下記（１）式及び（２）式に示すように、都市ガスの主成分であるメタン（ＣＨ４）及び水蒸気から、燃料ガス（水素含有ガス）を生成する。
ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→４Ｈ２＋ＣＯ２      ・・・（１）
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ          ・・・（２）
【００７７】
燃料処理器７０は、二重円筒式である。燃料処理器７０は、燃料電池セル１０が延びる方向（ｘ軸方向）に延びている。本実施形態では燃料電池セル１０及び燃料処理器７０は、上下方向に延びている。なお、燃料処理器７０は、長さ方向（ｘ軸方向）の寸法の方が、幅方向（ｙ軸方向）の寸法よりも長い。
【００７８】
燃料処理器７０は、改質部７１と燃焼部７２とを有している。燃料処理器７０の内側の円筒内が燃焼部７２を構成している。そして、燃料処理器７０の内側の円筒と外側の円筒との間の空間が改質部７１を構成している。
【００７９】
改質部７１内には触媒が収容されている。改質部７１には、原料ガス供給経路Ｐ５および水蒸気供給経路Ｐ６が連結されている。この原料ガス供給経路Ｐ５を介して、改質部７１内に原料ガスが供給される。また、水蒸気供給経路Ｐ６を介して、改質部７１内に水蒸気が供給される。この改質部７１内において、原料ガスを改質して燃料ガスを生成する。
【００８０】
燃焼部７２は、ガス回収室２２から排出されたオフガスを燃焼するように構成されている。詳細には、燃料処理器７０は、燃焼部７２においてバーナ７２１を有している。バーナ７２１には、オフガス供給経路Ｐ４及び第２空気供給経路Ｐ２が連結されている。オフガス供給経路Ｐ４は、マニホールド２のガス回収室２２とバーナ７２１とを連結している。詳細には、オフガス供給経路Ｐ４は、ガス排出口２２１と、バーナ７２１とを連結している。このオフガス供給経路Ｐ４を介して、ガス回収室２２内のオフガスがガス回収室２２内から排出される。バーナ７２１は、オフガスに空気を混合させて燃焼させる。
【００８１】
燃料処理器７０は、マニホールド２の下方に配置されている。すなわち、マニホールド２から各燃料電池セル１０が上方に延びている場合は、燃料処理器７０はマニホールド２の下方に配置される。燃料処理器７０は、マニホールド２の底面と対向するように配置されている。
【００８２】
燃料処理器７０は、第１排出部７３を有している。本実施形態において、第１排出部７３は、燃料処理器７０に形成された開口部である。詳細には、第１排出部７３は、燃料処理器７０の改質部７１に形成された開口部である。第１排出部７３は、生成した燃料ガスをガス供給室２１へと排出する。詳細には、第１排出部７３は、第１排出部７３とガス供給室２１とを連結する燃料ガス供給経路Ｐ３を介して、ガス供給室２１へ燃料ガスを排出する。
【００８３】
第１排出部７３は、燃料処理器７０の軸方向端面に形成されている。第１排出部７３は、マニホールド２側に開口している。すなわち、第１排出部７３は、マニホールド２側を向いている。そして、燃料ガス供給経路Ｐ３は、第１排出部７３とガス供給口２１１との間を直線的に延びている。第１排出部７３は、燃料電池セル１０の先端面１０３よりもマニホールド２側に配置されている。本実施形態のように、燃料電池セル１０の先端部１０２が上端部であり、基端部１０１が下端部である場合、第１排出部７３は、燃料電池セル１０の先端面１０３よりも下方に配置されている。そして、第１排出部７３とマニホールド２との距離は、燃料電池セル１０の先端面１０３とマニホールド２との距離よりも短い。このような配置とすることによって、第１排出部７３とマニホールド２との距離を短縮することができ、燃料ガス供給経路Ｐ３を短くすることができる。なお、各燃料電池セル１０の先端面１０３の位置が互いに異なる場合、最もマニホールド２から遠い位置にある先端面１０３を基準とする。
【００８４】
燃料処理器７０は、第２排出部７４を有している。本実施形態では、第２排出部７４は、筒状の部材であるが、単なる開口であってもよい。第２排出部７４は、燃焼部７２からのガスを排出する。第２排出部７４は、水平面よりも下方を向いている。なお本実施形態では、第２排出部７４は、真下を向いているが、第２排出部７４の排出方向は、水平面よりも下方を向いていればよい。例えば、第２排出部７４の排出方向と水平面とのなす角度が３度以上とすることが好ましい。
【００８５】
このように、第２排出部７４を下方に向けることで、次の効果を得ることができる。すなわち、上記実施形態では、第１ガス流路４３を流れたガスのうち未反応のガスは第２ガス流路４４を流れ、第２ガス流路４４を流れたガスのうちさらに未反応のガスは、マニホールド２のガス回収室２２にて回収される。このため、上記実施形態に係る燃料電池セル１０は、ガスの使用効率を向上させることができる。このようにガスの使用効率が向上するため、本実施形態に係る燃料電池セル１０から排出されるオフガスの温度は、一般的な燃料電池セルに比べて低い。このようにオフガスの温度が低温の場合、オフガス内の水蒸気が凝縮することによって生じた水が、第２排出部７４から延びる排気管内を閉塞させるおそれがある。これに対し、上記実施形態に係る燃料処理器７０では、第２排出部７４を下方に向けているため、発生した水によって排気管内が閉塞されることを防止することができる。
【００８６】
［各ガス供給経路］
第１空気供給経路Ｐ１は、ハウジング８０へ空気を供給する。詳細には、第１空気供給経路Ｐ１は、熱交換器８０１を経由してからハウジング８０へ空気を供給する。第１空気供給経路Ｐ１によってハウジング８０内へ供給された空気は、燃料電池セル１０の発電に用いられる。第１空気供給経路Ｐ１は、例えば、ハウジング８０内において、燃料電池セル１０の上方から燃料電池セル１０に向かって下方に空気を供給する。
【００８７】
第２空気供給経路Ｐ２は、バーナ７２１へ空気を供給する。第２空気供給経路Ｐ２によって供給された空気は、バーナ７２１の燃焼に用いられる。第１空気供給経路Ｐ１と第２空気供給経路Ｐ２とは、別の空気供給源と接続されていてもよいし、同じ空気供給源に接続されていてもよい。なお、第１空気供給経路Ｐ１と第２空気供給経路Ｐ２とが同じ空気供給源と接続されている場合、第１空気供給経路Ｐ１と第２空気供給経路Ｐ２とのそれぞれに空気の流量を調整する流量制御弁などを設けることが好ましい。
【００８８】
燃料ガス供給経路Ｐ３は、燃料処理器７０からガス供給室２１へ燃料ガスを供給する。詳細には、燃料ガス供給経路Ｐ３は、燃料処理器７０の第１排出部７３とガス供給室２１とを連結している。これによって、燃料ガス供給経路Ｐ３は、燃料処理器７０によって生成された燃料ガスをガス供給室２１へ供給する。
【００８９】
オフガス供給経路Ｐ４は、ガス回収室２２からバーナ７２１へ、燃料ガスのオフガスを供給する。詳細には、オフガス供給経路Ｐ４は、ガス回収室２２とバーナ７２１とを連結している。燃料電池セル１０内を流れた後にガス回収室２２に回収された燃料ガスのオフガスが、オフガス供給経路Ｐ４を介してバーナ７２１へと供給される。
【００９０】
原料ガス供給経路Ｐ５は、燃料処理器７０に原料ガスを供給する。詳細には、原料ガス供給経路Ｐ５は、燃料処理器７０の改質部７１に連結されており、改質部７１に原料ガスを供給する。
【００９１】
水蒸気供給経路Ｐ６は、燃料処理器７０に水蒸気を供給する。詳細には、水蒸気供給経路Ｐ６は、燃料処理器７０の改質部７１に連結されており、改質部７１に水蒸気を供給する。
【００９２】
上述した各ガス供給経路Ｐ１〜Ｐ６は、例えば配管などによって構成されている。なお、燃料電池装置１００は、空気排出経路Ｐ７をさらに有している。空気排出経路Ｐ７は、ハウジング８０内に供給され、燃料電池セル１０において発電に用いられた後の空気をハウジング８０内から排出するための経路である。この空気排出経路Ｐ７も配管などによって構成されている。
【００９３】
［熱交換器］
熱交換器８０１は、第１空気供給経路Ｐ１内を流れる空気と、空気排出経路Ｐ７内を流れる空気とを熱交換させる。詳細には、空気排出経路Ｐ７内を流れる空気の熱によって第１空気供給経路Ｐ１内を流れる空気が加熱される。
【００９４】
［発電方法］
上述したように構成された燃料電池装置１００では、燃料処理器７０によって生成された燃料ガスをマニホールド２のガス供給室２１に供給するとともに、燃料電池セル１０を空気などの酸素を含むガスに曝す。すると、空気極８において下記（３）式に示す化学反応が起こり、燃料極６において下記（４）式に示す化学反応が起こり、電流が流れる。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−      …（３）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−          …（４）
【００９５】
詳細には、ガス供給室２１に供給された燃料ガスは、各燃料電池セル１０の第１ガス流路４３内を流れ、各発電素子部５の燃料極６において、上記（４）式に示す化学反応が起こる。各燃料極６において未反応であった燃料ガスは、第１ガス流路４３を出て連通部材３の連通流路３０を介して第２ガス流路４４へ供給される。そして、第２ガス流路４４へ供給された燃料ガスは、再度、燃料極６において上記（４）式に示す化学反応が起こる。第２ガス流路４４を流れる過程において燃料極６において未反応であった燃料ガスは、マニホールド２のガス回収室２２へ回収される。
【００９６】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００９７】
変形例１
上記実施形態では、一対の第１側壁部８２１と一対の第２側壁部８２２との間のそれぞれ全てに連通路８４を形成していたが、これに限定されない。例えば、１つの第１側壁部８２１と１つの第２側壁部８２２との間のみに連通路８４を形成し、他の部分には連通路８４を形成しなくてもよい。この変形例の構成では、少なくとも、連通路８４と対向する領域において低温領域の発生を抑制することができる。
【００９８】
変形例２
上記実施形態では、各連通路８４は、燃料電池セル１０の幅方向（ｙ軸方向）に向かって開口しているが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、各連通路８４は、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）に向かって開口してもよい。
【００９９】
変形例３
上記実施形態では、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間に連通路８４を形成していたが、連通路８４の形成箇所はこれに限定されない。例えば、ハウジング８０の隅部に形成してもよい。
【０１００】
図１０はハウジング８０の平面断面図、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図、図１２は図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図、図１３は封鎖部の拡大図である。図１１に示すように、底壁８１と側壁８２との間に連通路８４を形成してもよいし、側壁８２と天壁８３との間に連通路８４を形成してもよい。これらの連通路８４は、例えば、底壁８１と側壁８２との間、及び側壁８２と天壁８３との間のそれぞれに隙間を形成することによって構成することができる。
【０１０１】
詳細には、底壁８１と側壁８２との間に形成される連通路８４は、断続的に形成されている。図１０に示すように、底壁８１と側壁８２との間には、連通路８４と封鎖部８５とが交互に形成されている。同様に、側壁８２と天壁８３との間にも、連通路８４と封鎖部８５とが交互に形成されている。
【０１０２】
図１２に示すように、封鎖部８５では、ハウジング８０の内部と外部とを連通していない。すなわち、封鎖部８５は、ハウジング部８０の内部と外部との間を封鎖している。
【０１０３】
図１３に示すように、封鎖部８５は、係合凹部８５１と、係合凸部８５２とによって構成されている。係合凹部８５１は、例えば、底壁８１に形成された溝状の凹部である。係合凹部８５１は、燃料電池セル１０の配列方向（ｚ軸方向）に延びている。
【０１０４】
係合凸部８５２は、例えば、側壁８２に形成された突出部である。係合凸部８５２は、側壁８２の底壁８１側を向く端面から側壁８１側に突出している。具体的には、係合凸部８５２は、側壁８２の下端面から下方に突出している。そして、係合凸部８５２は、係合凹部８５１内に挿入されている。なお、係合凸部８５２は、係合凹部８５１内に隙間無く挿入されていることが好ましい。
【０１０５】
なお、係合凹部８５１が側壁８２に形成され、係合凸部８５２が底壁８１に形成されていてもよい。また、連通路８４は、底壁８１と側壁８２との間に沿って連続して形成されていてもよい。同様に、連通路８４は、側壁８２と天壁８３との間に沿って連続して形成されていてもよい。
【０１０６】
なお、底壁８１と側壁８２との間、又は側壁８２と天壁８３との間に形成された各連通路８４は、側方に向かって開口しているが、これに限定されない。例えば、図１４に示すように、各連通路８４は、燃料電池セル１０が延びる方向（ｘ軸方向）に開口してもよい。具体的には、各連通路８４は、下方又は上方に開口していてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態のように、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との間に連通路８４を形成している場合であっても、本変形例と同様に、連通路８４と封鎖部８５とを交互に形成することもできる。
【０１０８】
変形例４
上記実施形態において、各連通路８４は、第１側壁部８２１と第２側壁部８２２との隙間によって構成されているが、これに限定されない。例えば、第１側壁部８２１及び第２側壁部８２２の少なくとも一方に貫通孔を形成し、この貫通孔を連通路８４とすることができる。
【０１０９】
変形例５
上記実施形態では、燃料ガス供給経路Ｐ３を介して燃料処理器７０の第１排出部７３とマニホールド２のガス供給室２１とが連結しているが、燃料ガス供給経路Ｐ３の設置を省略してもよい。すなわち、燃料処理器７０の第１排出部７３とマニホールド２にガス供給室２１とが直接連結されていてもよい。
【０１１０】
変形例６
上記実施形態では、マニホールド２の底面に、ガス供給口２１１及びガス排出口２２１が形成されているが、ガス供給口２１１及びガス排出口２２１の形成位置はこれに限定されない。例えば、ガス供給口２１１及びガス排出口２２１の少なくとも一方は、マニホールド２の側面に形成されていてもよいし、マニホールド２の上面に形成されていてもよい。
【０１１１】
変形例７
上記実施形態では、燃料処理器７０は、改質器によって構成されているが、これに限定されない。例えば、燃料処理器７０は、改質器に加えて、ＣＯ変性器及びＣＯ浄化器などを有していてもよい。ＣＯ変性器は、改質器で発生した一酸化炭素および水から二酸化炭素及び水素を生成するように構成されている。また、ＣＯ浄化器は、改質器で発生した一酸化炭素に酸素を加えて、二酸化炭素へ変化させるように構成されている。
【０１１２】
変形例８
上記実施形態では、第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とは、連通部材３が有する連通流路３０によって連通されていたが、この構成に限定されない。例えば、図１５に示すように、支持基板４が、内部に連通流路３０を有していてもよい。この場合、燃料電池装置１００は、連通部材３を備えていなくてもよい。この支持基板４内に形成された連通流路３０によって、第１ガス流路４３と第２ガス流路４４とが連通されている。
【０１１３】
変形例９
図１６に示すように、支持基板４は、第１支持基板４ａと第２支持基板４ｂとに分かれていてもよい。この場合、第１支持基板４ａに第１ガス流路４３が形成され、第２支持基板４ｂに第２ガス流路４４が形成される。
【０１１４】
変形例１０
上記実施形態では、支持基板４は、複数の第１ガス流路４３を有しているが、１つの第１ガス流路４３のみを有していてもよい。同様に、支持基板４は、複数の第２ガス流路４４を有しているが、１つの第２ガス流路４４のみを有していてもよい。
【０１１５】
変形例１１
上記実施形態では、燃料電池セル１０はマニホールド２から上方に延びるように構成されているが、これに限定されない。例えば、燃料電池セル１０は、マニホールド２から下方に延びていてもよい。この場合、燃料処理器７０は、例えば、マニホールド２の上方に配置される。
【０１１６】
変形例１２
上記実施形態のマニホールド２では、１つのマニホールド本体部２３を仕切板２４で仕切ることによって、ガス供給室２１とガス回収室２２とを画定しているが、マニホールド２の構成はこれに限定されない。例えば、２つのマニホールド本体部２３によってマニホールド２を構成することもできる。この場合、１つのマニホールド本体部２３がガス供給室２１を有し、別のマニホールド本体部２３がガス回収室２２を有している。
【０１１７】
変形例１３
上記実施形態の燃料電池セル１０は、各発電素子部５が支持基板４の長さ方向（ｘ軸方向）に配列されている、いわゆる横縞型の燃料電池セルであるが、燃料電池セル１０の構成はこれに限定されない。例えば、燃料電池セル１０は、支持基板４の第１主面４５に１つの発電素子部５が支持された、いわゆる縦縞型の燃料電池セルであってもよい。この場合、支持基板４の第２主面４６に一つの発電素子部５が支持されていてもよいし、支持されていなくてもよい。また、上記実施形態の燃料電池セル１０は、いわゆる円筒平板形であるが、円筒形、又は平板形などであってもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
２    マニホールド
２１    ガス供給室
２２    ガス回収室
１０    燃料電池セル
４３    第１ガス流路
４４    第２ガス流路
８０    ハウジング
８１    底壁
８２    側壁
８２１    第１側壁部
８２２    第２側壁部
８３    天壁
８４    連通路
【図１】
2020064842.tif 000003
【図２】
2020064842.tif 000004
【図３】
2020064842.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月3日(2019.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルと、
前記燃料電池セルを収容するハウジングと、
前記ハウジング内に空気を供給する第１空気供給経路と、
を備え、
前記ハウジングは、前記ハウジング内部と外部とを連通する連通路を有し、
前記連通路は、前記ハウジング内における低温領域と対向し、
前記第１空気供給経路は、前記燃料電池セルに向かって空気を供給するように前記燃料電池セルと対向する、
燃料電池装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、底壁、側壁、及び天壁によって構成されている、
請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記側壁は、一対の第１側壁部と、一対の第２側壁部とを有し、
前記連通路は、前記一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間の少なくともいずれかに形成される、
請求項２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記一対の第１側壁部と一対の第２側壁部との間を封鎖する封鎖部を有し、
前記封鎖部は、前記第１側壁部及び前記第２側壁部の一方に形成される係合凹部と、前記第１側壁部及び前記第２側壁部の他方に形成されて前記係合凹部と係合する係合凸部と、を有する、
請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記連通路は、前記底壁と前記側壁との間、及び前記天壁と前記側壁との間の少なくともいずれかに形成される、
請求項２から４のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記底壁と前記側壁との間を封鎖する封鎖部を有し、
前記封鎖部は、前記底壁及び前記側壁の一方に形成される係合凹部と、前記底壁及び前記側壁の他方に形成されて前記係合凹部と係合する係合凸部と、を有する、
請求項５に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、前記天壁と前記側壁との間を封鎖する封鎖部を有し、
前記封鎖部は、前記天壁及び前記側壁の一方に形成される係合凹部と、前記天壁及び前記側壁の他方に形成されて前記係合凹部と係合する係合凸部と、を有する、
請求項５に記載の燃料電池装置。
【請求項８】
前記ハウジングは直方体状であり、
前記連通路は、前記ハウジングの各隅部の少なくともいずれかに形成される、
請求項１から７のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項９】
前記ハウジングは、断熱材によって構成される、
請求項１から８のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
前記ハウジング内に収容され、前記燃料電池セルの基端部を支持するマニホールドをさらに備える、
請求項１から９のいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１１】
ガス供給室及びガス回収室を有し、前記ハウジング内に収容されるマニホールドをさらに備え、
前記燃料電池セルは、
前記ガス供給室と連通し、前記燃料電池セルの基端部から先端部に延びる少なくとも１つの第１ガス流路と、
前記ガス回収室と連通し、前記燃料電池セルの基端部から先端部に延びて前記燃料電池セルの先端部において前記第１ガス流路と連通する、少なくとも１つの第２ガス流路と、
を有する、
請求項１から９のいずれかに記載の燃料電池装置。