(57)【要約】【課題】積層方向における中心側に位置する発電セルに対する冷却効果が高く、燃料ガスの利用率が高い燃料電池を提供すること。【解決手段】積層された複数の発電セル３と、隣接する２つの発電セル間に設けられた熱交換部７と、発電セルに燃料ガスを供給する燃料ガス供給経路と、発電セルに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給経路３、７、３３、３４、３８とを備え、燃料ガス供給経路は、熱交換部７内を通過する第１の経路７、３１、複数の発電セル３のうちの一部の発電セル内を並列的に通過する第２の経路３、３２、３５、３７、及び複数の発電セルのうち、前記一部以外の複数の発電セル内を並列的に通過する第３の経路３、３２、３６を直列的に含む経路である燃料電池１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の発電セルと、
隣接する２つの前記発電セル間に設けられた熱交換部と、
前記発電セルに燃料ガスを供給する燃料ガス供給経路と、
前記発電セルに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給経路と、
を備え、
前記燃料ガス供給経路は、前記熱交換部内を通過する第１の経路、前記複数の発電セルのうちの一部の発電セル内を並列的に通過する第２の経路、及び前記複数の発電セルのうち、前記一部以外の複数の発電セル内を並列的に通過する第３の経路を直列的に含む経路であることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記熱交換部を複数備え、
前記第１の経路は、前記燃料ガスが、前記複数の熱交換部を直列的に又は並列的に流れる経路であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記燃料ガス供給経路は、前記燃料電池内を前記積層の方向に延びる複数の燃料ガス通路と、前記燃料ガス通路から前記複数の発電セルのうちの少なくとも一部の発電セルの内部又は前記熱交換部へ接続する接続口とから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記燃料電池を前記積層の方向に貫き、前記複数の発電セル及び前記熱交換部を固定する複数のボルトを備え、
前記複数の燃料ガス通路は前記複数のボルトの内部に形成された空洞であることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池として、固体電解質（固体酸化物）を用いた固体酸化物形燃料電池（以下ＳＯＦＣとも略す）が知られている。
このＳＯＦＣでは、発電単位として、例えば固体電解質膜の一方の側に燃料ガスに接する燃料極を設けるとともに、他方の側に酸化剤ガス（空気）と接する酸化剤極（空気極）を設けた燃料電池セル（発電セル）が使用されている。さらに、所望の電圧を得るために、インターコネクタを介して複数の発電セルを積層した燃料電池が開発されている。
【０００３】
この種の燃料電池では、通常、発電セルを積層した方向（積層方向）における中心側の発電セルの温度が、端部側の発電セルの温度よりも高くなってしまうという問題がある。
そこで、燃料電池に対し、積層方向の中心側における一方の側面に冷空気を供給するとともに、燃料電池における積層方向での端部に熱交換した温ガスを供給する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術は、一方の側面から冷気を供給するものであるから、燃料電池の積層方向における中心側に位置する発電セルを十分に冷却することができない。また、従来技術では、燃料ガスの利用率を十分に高めることができない。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、積層方向における中心側に位置する発電セルに対する冷却効果が高く、燃料ガスの利用率が高い燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料電池は、
積層された複数の発電セルと、隣接する２つの前記発電セル間に設けられた熱交換部と、前記発電セルに燃料ガスを供給する燃料ガス供給経路と、前記発電セルに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給経路と、を備え、前記燃料ガス供給経路は、前記熱交換部内を通過する第１の経路、前記複数の発電セルのうちの一部の発電セル内を並列的に通過する第２の経路、及び前記複数の発電セルのうち、前記一部以外の複数の発電セル内を並列的に通過する第３の経路を直列的に含む経路であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の燃料電池は、以下の二つの効果(i)、(ii)を同時に両立させることができる。すなわち、(i)本発明の燃料電池は、２つの発電セル間に設けられた熱交換部を備え、その熱交換部に燃料ガスを流すことにより発電セルを効果的に冷却することができ、且つ(ii)本発明の燃料電池において、燃料ガス供給経路は、第１の経路、燃料ガスが並列的に流れる第２の経路及び第３の経路を直列的に含む経路であるので、燃料利用率が高い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における燃料電池１の構成を表す断面図であって、燃料ガスの流れを示した図面である。
【図２】第１の実施形態における燃料電池１の構成を表す断面図であって、空気の流れを示した図面である。
【図３】第１の実施形態における燃料電池１の構成を表す平面図であって、燃料ガスの流れを示した図面である。
【図４】第１の実施形態における燃料電池１の構成を表す平面図であって、空気の流れを示した図面である。
【図５】図３及び図４のＶ−Ｖ断面での発電セル３の断面図である。
【図６】発電セル３Ｄ及び熱交換部７の構成を表す分解図である。
【図７】熱交換部７における燃料ガスの流れを表す平面図である。
【図８】熱交換部７における空気の流れを表す平面図である。
【図９】第２の実施形態における燃料電池１の構成を表す断面図であって、燃料ガスの流れを示した図面である。
【図１０】第２の実施形態における燃料電池１の構成を表す断面図であって、空気の流れを示した図面である。
【図１１】第２の実施形態における燃料電池１の構成を表す平面図であって、燃料ガスの流れを示した図面である。
【図１２】第２の実施形態における燃料電池１の構成を表す平面図であって、空気の流れを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
１．燃料電池１の全体構成
燃料電池１の構成の構成を図１〜図８に基づいて説明する。燃料電池１は、固体酸化物形燃料電池であり、燃料ガス（例えば水素）と空気（酸化剤ガスの一実施形態）との供給を受けて発電を行う装置である。
【００１１】
燃料電池１は、図１、図２に示すように、発電単位である平板形の燃料電池セル（以下発電セルとする）３と、熱交換部７とを積層した構造を有する。発電セル３は８個存在し、それぞれを、図１、図２における上から順に、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈとする。
【００１２】
熱交換部７は、発電セル３Ｄと３Ｅとの間に位置し、それらと接触している。すなわち、発電セル３は、熱交換部７の上下にそれぞれ４個積層されている。
図３、図４に示すように、燃料電池１は（すなわち発電セル３及び熱交換部７は）、発電セル３の積層方向（図１、図２における上下方向、図３、図４における紙面に直交する方向）から見たとき、矩形の形状を有している。
【００１３】
燃料電池１は、それを積層方向に貫通する８本の孔１１〜１８を備えている。孔１１〜１８は、燃料電池１を構成する発電セル３及び熱交換部７のそれぞれに設けた孔により形成される。燃料電池１を積層方向から見たとき、孔１１、１２、１３は、燃料電池１の外形を構成する一つの辺１Ａに沿って等間隔で形成されており、孔１２は辺１Ａの中間に位置する。また、孔１５、１６、１７は、辺１Ａと対向する辺１Ｂに沿って等間隔で形成されており、孔１６は孔１５、１７の中間に位置する。
【００１４】
孔１１には、ボルト２１が差し込まれ、その両端にナット１９が螺合している。ボルト２１は、積層方向において、燃料電池１の一方の端から、他方の端まで達する。同様に、孔１２〜１８には、それぞれ、ボルト２２〜２８が差し込まれ、それらの両端にナット１９が螺合している。発電セル３及び熱交換部７は、ボルト２１〜２８及びナット１９により固定される。
【００１５】
ボルト２１〜２８はそれぞれ、それらの内部に中空の（空洞から成る）ガス通路３１〜３８を備えている。ガス通路３１〜３８は、それぞれ、ボルト２１〜２８の軸方向に沿って延びており、それらの一方の端から、他方の端まで達している。なお、ガス通路３１〜３８は、燃料ガス通路の一実施形態である。
【００１６】
ボルト２１は、図１、図３、図７に示すように、ガス通路３１からボルト２１の外表面に至り、熱交換部７における後述する燃料ガス流路４１に接続する孔である入口４３を備えている。
【００１７】
また、ボルト２５は、ガス通路３５からボルト２５の外表面に至り、燃料ガス流路４１に接続する孔である出口４５を備えている。
また、ボルト２７は、ガス通路３７からボルト２７の外表面に至り、燃料ガス流路４１に接続する孔である出口４７を備えている。
【００１８】
また、ボルト２５は、図１、図３に示すように、ガス通路３５からボルト２５の外表面に至る孔である入口５１を５個備えている。５個の入口５１は、図１における上下方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれ、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅにおける後述する発電セル内燃料ガス流路４９に連通している。
【００１９】
ボルト２７は、図１、図３に示すように、ガス通路３７からボルト２７の外表面に至る孔である入口５３を５個備えている。５個の入口５３は、図１における上下方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれ、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅにおける発電セル内燃料ガス流路４９に連通している。
【００２０】
ボルト２２は、図１、図３に示すように、ガス通路３２からボルト２２の外表面に至る孔である出口５５を５個備えている。５個の出口５５は、図１における上下方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれ、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅにおける後述する発電セル内燃料ガス流路４９に連通している。
【００２１】
また、ボルト２２は、図１、図３に示すように、ガス通路３２からボルト２２の外表面に至る孔である入口５７を３個備えている。３個の入口５７は、図１における上下方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれ、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈにおける発電セル内燃料ガス流路４９に連通している。
【００２２】
また、ボルト２６は、図１、図３に示すように、ガス通路３６からボルト２６の外表面に至る孔である出口５９を３個備えている。３個の出口５９は、図１における上下方向に沿って等間隔に配置されており、それぞれ、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈにおける発電セル内燃料ガス流路４９に連通している。
【００２３】
また、ボルト２３は、図２、図４、図８に示すように、ガス通路３３からボルト２３の外表面に至り、熱交換部７における後述する空気流路６１に接続する孔である入口６３を備えている。また、ボルト２８は、ガス通路３８からボルト２８の外表面に至り、空気流路６１に接続する孔である出口６５を備えている。
【００２４】
また、ボルト２８は、図２、図４、図８に示すように、ガス通路３８からボルト２８の外表面に至る孔である入口６９を８個備えている。８個の入口６９は、図１における上下方向に沿って所定の間隔をおいて配置されており、それぞれ、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈにおける後述する発電セル内空気流路６７に連通している。
【００２５】
また、ボルト２８は、ガス通路３８からボルト２８の外表面に至り、空気流路６１に接続する孔である出口６５を備えている。
また、ボルト２７は、ガス通路３７からボルト２７の外表面に至り、燃料ガス流路４１に接続する孔である出口４７を備えている。
【００２６】
また、ボルト２４は、図２、図４、図８に示すように、ガス通路３４からボルト２４の外表面に至る孔である出口７１を８個備えている。８個の出口７１は、図１における上下方向に沿って所定の間隔をおいて配置されており、それぞれ、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈにおける発電セル内空気流路６７に連通している。なお、上述した各出口及び各入口は接続口の一実施形態である。
【００２７】
２．発電セル３の構成
発電セル３の構成を図５、図６に基づき説明する。発電セル３は、いわゆる燃料極支持膜形タイプの板状セルである。発電セル３は、薄膜の固体電解質体１０１と、その両側にそれぞれ形成された、燃料極（アノード）１０３、及び薄膜の空気極（カソード）１０５とを備える。以下では、固体電解質体１０１、燃料極１０３、及び空気極１０５をあわせてセル本体１０７とする。セル本体１０７の空気極１０５側には発電セル内空気流路６７が存在し、燃料極１０３側には発電セル内燃料ガス流路４９が存在する。
【００２８】
また、発電セル３は、上下一対のインターコネクタ１０９、１１１と、空気極１０５側の板形状のガスシール部１１３と、セル本体１０７の外縁部の上面に接合して発電セル内空気流路６７と発電セル内燃料ガス流路４９とを遮断するセパレータ１１５と、発電セル内燃料ガス流路４９側に配置された燃料極フレーム１１７と、燃料極１０３側のガスシール部１１９とを備えており、それらが積層されて一体に構成されている。
【００２９】
さらに、発電セル３内には、燃料極１０３とインターコネクタ１１１との間に燃料極側集電体１２１が配置され、インターコネクタ１０９の表面には空気極側集電体１２３が一体に形成されている。
【００３０】
ここで、固体電解質体１０１の材料としては、ＹＳＺ、ＳｃＳＺ、ＳＤＣ、ＧＤＣ、ペロブスカイト系酸化物等の材料が使用できる。また、燃料極１０３としては、Ｎ及びＮｉとセラミックとのサーメットが使用でき、空気極１０３としては、ペロブスカイト系酸化物、各種貴金属とセラミックとのサーメットが使用できる。
【００３１】
インターコネクタ１０９、１１１はフェライト系ステンレスから成る板材であり、その外縁部には、孔１１〜１８に対応する８つの孔１２５が設けられている。
ガスシール部１１３は、マイカ又はバーミュライトから成り、中心に正方形の開口部１２７を有する枠状の板材であり、その外縁部には、孔１１〜１８に対応する８つの孔１２９が設けられている。孔１２９のうち、孔１４、１８に対応する２つと、開口部１２７とは、連通溝１３１により連通している。この連通溝１３１はガスシール部１１３を厚み方向に貫通する溝ではなく、ガスシール部１１３の一方の表面を掘って形成された溝であり、レーザやプレス加工によって形成することができる。
【００３２】
セパレータ１１５はフェライト系ステンレスから成る枠状の板材であり、その中央に正方形の開口部１３３を有する。その開口部１３３を閉塞するように、セパレータ１１５に対しセル本体１０７が接合されている。セパレータ１１５も、その外縁部に、孔１１〜１８に対応する８つの孔１３５を有している。
【００３３】
燃料極フレーム１１７は、その中心に開口部１３７を備えた、フェライト系ステンレスから成る枠状の板材である。燃料極フレーム１１７も、その外縁部に、孔１１〜１８に対応する８つの孔１３９を有している。
【００３４】
ガスシール部１１９は、マイカ又はバーミュライトから成り、中心に正方形の開口部１４１を有する枠状の板材であり、その外縁部には、孔１１〜１８に対応する８つの孔１４２が設けられている。発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅにおいては、孔１４２のうち、孔１２、１５、１７に対応する３つと、開口部１４１とは、連通溝１４３により連通している。また、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈにおいては、孔１４２のうち、孔１２、１６に対応する２つと、開口部１４１とは、連通溝１４３により連通している。この連通溝１４３はガスシール部１１９を厚み方向に貫通する溝ではなく、ガスシール部１１９の一方の表面を掘って形成された溝であり、レーザやプレス加工によって形成することができる。
【００３５】
３．熱交換部７の構成
熱交換部７の構成を図６〜図８に基づき説明する。熱交換部７は、空気極側部材１４５と、燃料極側部材１４７とから成る。空気極側部材１４５は、発電セル３Ｄに隣接する板状部材であって、発電セル３Ｄ側の面の中心に、正方向の凹部１４９を備える。また、空気極側部材１４５の外縁部に、孔１１〜１８に対応する８つの孔１５１が設けられている。孔１５１のうち、孔１３、１８に対応する２つの孔１５１Ａ、１５１Ｂと、凹部１４９とは、連通溝１５３、１５４により連通されている。なお、凹部１４９及び連通溝１５３、１５４は空気極側部材１４５を厚み方向に貫通するものではなく、発電セル３Ｄ側の面の表面を掘って形成されたものである。
【００３６】
燃料極側部材１４７は、一方の面で空気極側部材１４５に接し、他方の面で発電セル３Ｅに接する板状部材であって、空気極側部材１４５側の面の中心に、正方向の凹部１５５を備える。また、燃料極側部材１４７の外縁部に、孔１１〜１８に対応する８つの孔１５７が設けられている。孔１５７のうち、孔１１、１５、１７に対応する３つの孔１５７Ａ、１５７Ｂ、１５７Ｃと、凹部１５５とは、連通溝１５９、１６０、１６１により連通されている。なお、凹部１５５及び連通溝１５９、１６０、１６１は燃料極側部材１４７を厚み方向に貫通するものではなく、空気極側部材１４５側の面の表面を掘って形成されたものである。
【００３７】
空気極側部材１４５を発電セル３Ｄに接合すると、空気極側部材１４５における発電セル３Ｄ側の面のうち、凹部１４９、孔１５１、及び連通溝１５３、１５４以外の部分は発電セル３Ｄに密着する。その結果、空気極側部材１４５と発電セル３Ｄとの間には、孔１５１Ａから、連通溝１５３、凹部１４９、連通溝１５４を経て、孔１５１Ｂに至る閉空間である空気流路６１が形成される。なお、上述したように、空気流路６１は、孔１５１Ａ（孔１３）の側において、入口６３を介してガス通路３３と連通しており、孔１５１Ｂ（孔１８）の側において、出口６５を介してガス通路３８と連通している。
【００３８】
さらに、燃料極側部材１４７を空気極側部材１４５に接合すると、燃料極側部材１４７における空気極側部材１４５側の面のうち、凹部１５５、孔１５７、及び連通溝１５９、１６０、１６１以外の部分は空気極側部材１４５に密着する。その結果、燃料極側部材１４７と空気極側部材１４５との間には、孔１５７Ａから、連通溝１５９、凹部１５５、連通溝１６０を経て、孔１５７Ｂに至るか、孔１５７Ａから、連通溝１５９、凹部１５５、連通溝１６１を経て、孔１５７Ｃに至る閉空間である燃料ガス流路４１が形成される。なお、上述したように、燃料ガス流路４１は、孔１５７Ａ（孔１１）の側において、入口４３を介してガス通路３１と連通しており、孔１５７Ｂ（孔１５）の側、及び孔１５７Ｃ（孔１７）の側において、出口４５、４７を介してガス通路３５、３７と連通している。
【００３９】
４．燃料ガス及び酸化剤ガスの流れ
まず、燃料ガスの流れを説明する。燃料ガスは、図１、図３に示すように、通路３１における発電セル３Ｈ側の端部（図１、図３においてＦ（ＩＮ）と表記）から導入され、通路３１を通り、入口４３を通って、熱交換部７の燃料ガス流路４１に入る。さらに、燃料ガスは、図７に示すように燃料ガス流路４１内を流れ、出口４５を通って通路３５に入るとともに、出口４７を通って通路３７に入る。
【００４０】
通路３５内に入った燃料ガスは、図１、図３に示すように、通路３５内を流れ、５箇所の入口５１を通り（分岐して）、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの発電セル内燃料ガス流路４９に入る。また、通路３７に入った燃料ガスは、５箇所の入口５３を通り（分岐して）、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの発電セル内燃料ガス流路４９に入る。
【００４１】
さらに、燃料ガスは、図３に示すように、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅそれぞれの発電セル内燃料ガス流路４９内を並列的に流れ、５箇所の出口５５を通って、通路３２に入る。
【００４２】
さらに、燃料ガスは、通路３２を通り、３箇所の出口５７を通って（分岐して）、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈの発電セル内燃料ガス流路４９に入る。燃料ガスは、図３に示すように、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈの発電セル内燃料ガス流路４９内を並列的に流れ、３箇所の出口５９を通って、通路３６に入る。
【００４３】
その後、燃料ガスは、通路３６における発電セル３Ｈ側の端部（図１、図３においてＦ（ＯＵＴ）と表記）から排出される。なお、上述した燃料ガスの流れの経路は、燃料ガス供給経路の一実施形態である。
【００４４】
図１、図３、図７における矢印は燃料ガスの流れを表し、そのうち、実線の矢印は第１の経路での燃料ガスの流れを表し、点線の矢印は第２の経路での燃料ガスの流れを表し、一点鎖線の矢印は第３の経路での燃料ガスの流れを表す。
【００４５】
すなわち、上述した燃料ガスの流れの経路は、第１の経路、第２の経路、及び第３の経路を直列的に含むものである。ここで、直列的にとは、燃料ガスが、第１の経路、第２の経路、及び第３の経路の順番で流れることを意味する。
【００４６】
次に、空気の流れを説明する。空気は、図２、図４に示すように、通路３３における発電セル３Ａ側の端部（図２、図４においてＯ（ＩＮ）と表記）から導入され、通路３３を通り、入口６３を通って、熱交換部７の空気流路６１に入る。さらに、空気は、図８に示すように、空気流路６１内を流れ、出口６５を通ってガス通路３８に入る。
【００４７】
ガス通路３８内に入った空気は、図２、図４に示すように、ガス通路３８内を流れ、８箇所の入口６９を通り各発電セル３の発電セル内空気流路６７に入る。さらに、空気は、図２、図４に示すように、各発電セル３の発電セル内空気流路６７内を並列的に流れ、８箇所の出口７１を通って、通路３４に入る。その後、空気は、ガス通路３８における発電セル３Ｈ側の端部（図２、図４においてＯ（ＯＵＴ）と表記）から排出される。なお、上述した空気の流れの経路は、酸化剤ガス供給経路の一実施形態である。図２、図４、図８における矢印は空気の流れを表す。
【００４８】
５．燃料電池１が奏する効果
（１）燃料電池１は、隣接する２つの発電セル３Ｄ、３Ｅ間に熱交換部７を備え、その熱交換部７に燃料ガスを流すことができる。このことにより、発電セル３を効率的に冷却することができる。特に、熱交換部７を、熱が蓄積しやすい燃料電池１の略中央付近に設けることにより、発電セル３を冷却する効果が一層高い。
【００４９】
また、熱交換部７が燃料ガスの流れにおける上流側にあるため、発電セル３を冷却する効果が一層高い。
また、発電セル３のうち、第２の経路により燃料ガスを供給される部分（以下、上流側とする）は、第３の経路により燃料ガスを供給される発電セル３に比べ、発電セル３の積層数が多いため、熱がこもり易いが、熱交換部７を上流側に配置することにより、上流側における熱のこもりを低減できる。
（２）第２の経路において、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅでの燃料ガスの入口は、ボルト２５、２７に設けられた入口５１、５３であり、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅでの燃料ガスの出口は、ボルト２２に設けられた出口５５である。
【００５０】
また、第３の経路において、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈでの燃料ガスの入口は、ボルト２２に設けられた入口５７であり、発電セル３Ｆ、３Ｇ、３Ｈでの燃料ガスの出口は、ボルト２６に設けられた出口５９である。
【００５１】
入口５１、５３は、積層方向から見たとき、発電セル３の辺１Ｂに沿った２箇所であり、出口５５は辺１Ｂと対向する辺１Ａ側に位置する。また、入口５７は、積層方向から見たとき、出口５５と重なる位置であり、出口５９は入口５１、５３の中間に位置する。
【００５２】
入口５１、５３、５７、出口５５、５９を上記のように配置することにより、各発電セルで燃料ガスを均一に流し、均一に発電することが可能になる。
また、各発電セル３内における燃料ガスの滞留を抑制することができる。また、燃料ガスの通路を備えるボルトの数を低減することができる。
（３）燃料電池１は、第１の経路、燃料ガスが並列的に流れる第２の経路及び第３の経路を直列的に含む燃料ガス供給経路を有するので、燃料利用率が高い。
＜第２の実施形態＞
１．燃料電池１の構成
燃料電池１の構成は基本的には前記第１の実施形態と同様であるが、一部において相違する。以下では図９〜図１２に基づき、その相違点を中心に説明し、前記第１の実施形態と同様の部分の説明は省略乃至簡略化する。
【００５３】
燃料電池１は、図９、図１０に示すように、発電セル３の数が７個であり、熱交換部７の数が２個である。２個の熱交換部７は、発電セル３Ｂ、３Ｃの間と、発電セル３Ｅ、３Ｆの間とにそれぞれ設けられている。
【００５４】
２．燃料ガス及び酸化剤ガスの流れ
まず、燃料ガスの流れを説明する。燃料ガスは、図９、図１１に示すように、通路３１における発電セル３Ｇ側の端部（図９、図１１においてＦ（ＩＮ）と表記）から導入され、通路３１を通り、入口４３を通って、２個の熱交換部７それぞれの燃料ガス流路４１に入る。さらに、燃料ガスは、２個の熱交換部７それぞれにおいて、図７に示すように燃料ガス流路４１内を流れ、出口４５を通って通路３５に入るとともに、出口４７を通って通路３７に入る。なお、入口４３、出口４５、４７は、２個の熱交換部７のそれぞれに対応して設けられている。
【００５５】
通路３５内に入った燃料ガスは、図９、図１１に示すように、通路３５内を流れ、５箇所の入口５１を通り（分岐して）、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの発電セル内燃料ガス流路４９に入る。また、通路３７に入った燃料ガスは、５箇所の入口５３を通り、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの発電セル内燃料ガス流路４９に入る。
【００５６】
さらに、燃料ガスは、図９、図１１に示すように、発電セル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅにおける発電セル内燃料ガス流路４９内を並列的に流れ、出口５５を通って、通路３２に入る。
【００５７】
さらに、燃料ガスは、通路３２を通り、２箇所の出口５７を通って、発電セル３Ｆ、３Ｇの発電セル内燃料ガス流路４９に入る。燃料ガスは、図９、図１１に示すように、発電セル３Ｆ、３Ｇにおける発電セル内燃料ガス流路４９内を並列的に流れ、出口５９を通って、通路３６に入る。
【００５８】
その後、燃料ガスは、通路３６における発電セル３Ｈ側の端部（図９、図１１においてＦ（ＯＵＴ）と表記）から排出される。
次に、空気の流れを説明する。空気は、図１０、図１２に示すように、通路３３における発電セル３Ａ側の端部（図１０、図１２においてＯ（ＩＮ）と表記）から導入され、通路３３を通り、２箇所の入口６３を通って、２個の熱交換部７それぞれの空気流路６１に入る。さらに、空気は、２個の熱交換部７それぞれにおいて、図８に示すように、空気流路６１内を流れ、２箇所の出口６５を通ってガス通路３８に入る。
【００５９】
ガス通路３８内に入った空気は、図１０、図１２に示すように、ガス通路３８内を流れ、入口６９を通り各発電セル３の発電セル内空気流路６７に入る。さらに、空気は、図１０、図１２に示すように、発電セル内空気流路６７内を並列的に流れ、出口７１を通って、通路３４に入る。その後、空気は、ガス通路３４における発電セル３Ｇ側の端部（図１０、図１２においてＯ（ＯＵＴ）と表記）から排出される。
【００６０】
３．燃料電池１が奏する効果
燃料電池１は、前記第１の実施形態と略同様の効果を奏することができる。また、熱交換部７を２個備えることにより、発電セル３を冷却する効果が一層高い。
【００６１】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、燃料電池１が備える発電セル３の数は７個又は８個に限定されず、適宜設定することができる。また、燃料電池１が備える熱交換部７の数は１個又は２個に限定されず、適宜設定することができる。
【００６２】
また、熱交換部７の積層方向における位置は、燃料電池１の中央であってもよいし、端部寄りであってもよい。
また、入口５１、５３、出口５９の位置関係は上述したものには限定されない。例えば、積層方向から見たとき、出口５９の位置は、入口５１、５３から等距離であってもよいし、入口５１、５３のうちの一方寄りであってもよい。また、出口５９の位置は、入口５１、５３を結ぶ直線上にあってもよいし、その直線から外れた位置にあってもよい。
【００６３】
また、出口５５、入口５７の位置も、上述したものには限定されない。例えば、積層方向から見たとき、出口５５、入口５７は、ボルト２１、２３から等距離であってもよいし、ボルト２１、２３のうちの一方寄りであってもよい。また、出口５５、入口５７の位置は、ボルト２１、２３を結ぶ直線上にあってもよいし、その直線から外れた位置にあってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…燃料電池、１Ａ、１Ｂ…辺、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ…発電セル、７…熱交換部、１１〜１８…孔、１９…ナット、２１〜２８…ボルト、３１〜３８…ガス通路、４１…燃料ガス流路、４３、５１、５３、５７、６３、６９…入口、４５、４７、５５、５７、５９、６５、７１…出口、４９…発電セル内燃料ガス流路、６１…空気流路、６７…発電セル内空気流路、１０１…固体電解質体、１０３…燃料極、１０５…空気極、１０７…セル本体、１０９、１１１…インターコネクタ、１１３、１１９…ガスシール部、１１５…セパレータ、１１７…燃料極フレーム、１２１…燃料極側集電体、１２３…空気極側集電体、１２５、１２９、１３５、１３９、１４２、１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５７、１５７Ａ、１５７Ｂ、１５７Ｃ…孔、１２７、１３３、１３７、１４１…開口部、１３１、１４３、１５３、１５４、１５９、１６０、１６１…連通溝、１４５…空気極側部材、１４７…燃料極側部材、１４９、１５５…凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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