(57)【要約】【課題】燃料電池組立体に配設されるセルスタック（１４）を改良して、セルスタックとは別個にガスマニホルド室を形成するケースを配設する必要がなく、燃料電池組立体を充分にコンパクトなものにせしめることを可能にし、そしてまた充分安価に製造することを可能にする。【解決手段】セル（１６）の各々の一端面を共通支持部材（５８）に固定し、セルの片面を隣接するセルの他面と対向せしめて複数個のセルを配列する。セルの各々の一端部には片面から他面まで貫通し且つガス通路に連通する開口（４６）が形成されており、隣接するセル間には開口を連通せしめる筒状スペーサ部材（４８）が固定されている。最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとのいずれか一方の開口にガス供給管（２２）を接続する。共通支持部材には最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの一方の外側に位置する付加支持部材（６２、１６２）も配設し、かかる付加支持部材によってガス供給管を支持する。【選択図】  図４
2006079974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体として板形状であり且つ長手方向に延在する少なくとも１個のガス通路が形成されているセルの片面を隣接するセルの他面と対向せしめて、複数個のセルを配設して構成されたセルスタックにして、
該セルの各々の一端面は共通支持部材に固定されており、該セルの各々の一端部には該片面から該他面まで貫通し且つ該ガス通路に連通する開口が形成されていて、隣接するセル間には該開口を連通せしめる筒状スペーサ部材が固定されており、最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとのいずれか一方の該開口にはガス供給管が接続されており、該共通支持部材には最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの該一方の外側に位置する付加支持部材が配設されており、該ガス供給管は該付加支持部材に支持されている、ことを特徴とするセルスタック。
【請求項２】
該開口は円形であり、該筒状スペーサ部材は該開口の内径よりも大きい外径を有する大径中央部と該開口の内径と実質上同一の外径を有する小径両端部とを有し、該小径両端部の各々が隣接するセルの該開口内に嵌入せしめられている、請求項１記載のセルスタック。
【請求項３】
最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの該一方における該開口の外側端には筒状部材の一端部が固定されており、該筒状部材の他端部は該付加支持部材に固定されており、該ガス供給管は該筒状部材を介して該開口に接続されている、請求項１又は２記載のセルスタック。
【請求項４】
最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの他方における該開口の外側端には、他端が閉じられた筒状部材の一端部が固定されている、請求項３記載のセルスタック。
【請求項５】
該共通支持部材には最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの該他方の外側に位置する付加支持部材も配設されており、他端が閉じられた該筒状部材は該付加支持部材に支持されている、請求項４記載のセルスタック。
【請求項６】
該共通支持部材は該セルの配列方向に延在する平板部材であり、該セルの各々は該共通支持部材の上面に固定されている、請求項１から５までのいずれかに記載のセルスタック。
【請求項７】
該共通支持部材の上面には該セルの各々に対応して該セルの一端部の横断面形状に合致した凹部が形成されており、該セルの各々の一端部は該凹部に挿入せしめられている、請求項６記載のセルスタック。
【請求項８】
該筒状スペーサ部材はセラミックス又は耐熱金属製である、請求項１から７までのいずれに記載のセルスタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池組立体に使用されるセルスタック、更に詳しくは、全体として板形状であり且つ長手方向に延在する少なくとも１個のガス通路が形成されているセルの前面を隣接するセルの後面に対向せしめて、複数個のセルを配列して構成されたセルスタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代エネルギーとして、近年、固体高分子形、リン酸形、溶融炭酸塩形及び固体電解質形等の種々の形の燃料電池システムが提案されている。特に、固体電解質形燃料電池システムは、作動温度が７００乃至１０００℃程度と高いが、発電効率が高い、排熱利用ができる等の利点を有しており、研究開発が推し進められている。
【０００３】
下記特許文献１及び２に開示されている如く、固体電解質形燃料電池システムの典型例は発電・燃焼室を規定しているハウジングを備えた燃料電池組立体を含んでおり、発電・燃焼室内にはセルスタックが配設されている。セルスタックは、全体として板形状であり且つ長手方向に延在する少なくとも１個のガス通路が形成されているセルの片面を隣接するセルの他面と対向せしめて、複数個のセルを配設して構成されている。かかるセルスタックにおけるセルの各々の下端は、ガスマニホルド室を形成しているケースの上面壁に固定されている。ケースの上面壁にはセルの各々に形成されているガス通路に連通せしめられる孔が形成されている。ガスマニホルド室を介してセルの各々のガス通路には水素リッチな燃料ガス(又は酸素含有ガス）が供給され、そしてまたセルスタックの各々のセルの外表面には酸素含有ガス(又は水素リッチな燃料ガス）が供給され、かくしてセルの各々において発電が行われる。
【特許文献１】特開２０００−１４９９７６公報
【特許文献２】特開２００３−２４９２５６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、上述した形態の従来のセルスタックには、セルスタックとは別個にガスマニホルド室を形成しているケースを配設し、かかるケースの上面壁にセルの各々の一端をガスタイトに固定することが必要であり、燃料電池組立体が比較的嵩高なものになると共に製造コストが比較的高価になる、という解決すべき問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、セルスタックとは別個にガスマニホルド室を形成するケースを配設する必要がなく、燃料電池組立体を充分にコンパクトなものにせしめることを可能にし、そしてまた充分安価に製造することを可能にする、新規且つ改良されたセルスタックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、セルの各々の一端面を共通支持部材に固定すると共に、セルの各々の一端部に片面から他面まで貫通し且つガス通路に連通する開口を形成し、隣接するセル間には開口を連通せしめる筒状スペーサ部材を固定し、そして最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとのいずれか一方の開口にガス供給管を接続し、共通支持部材には最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの一方の外側に位置する付加支持部材も配設し、かかる付加支持部材によってガス供給管を支持するように構成することによって、上記主たる技術的課題を達成する。
【０００７】
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成するセルスタックとして、全体として板形状であり且つ長手方向に延在する少なくとも１個のガス通路が形成されているセルの片面を隣接するセルの他面と対向せしめて、複数個のセルを配設して構成されたセルスタックにして、
該セルの各々の一端面は共通支持部材に固定されており、該セルの各々の一端部には該片面から該他面まで貫通し且つ該ガス通路に連通する開口が形成されていて、隣接するセル間には該開口を連通せしめる筒状スペーサ部材が固定されており、最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとのいずれか一方の該開口にはガス供給管が接続されており、該共通支持部材には最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの該一方の外側に位置する付加支持部材が配設されており、該ガス供給管は該付加支持部材に支持されている、ことを特徴とするセルスタックが提供される。
【０００８】
好ましくは、該開口は円形であり、該筒状スペーサ部材は該開口の内径よりも大きい外径を有する大径中央部と該開口の内径と実質上同一の外径を有する小径両端部とを有し、該小径両端部の各々が隣接するセルの該開口内に嵌入せしめられている、請求項１記載のセルスタック。最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの該一方における該開口の外側端には筒状部材の一端部が固定されており、該筒状部材の他端部は該付加支持部材に固定されており、該ガス供給管は該筒状部材を介して該開口に接続されているのが好適である。最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの他方における該開口の外側端には、他端が閉じられた筒状部材の一端部が固定されているのが好ましい。該共通支持部材には最前方に位置するセルと最後方に位置するセルとの該他方の外側に位置する付加支持部材も配設されており、他端が閉じられた該筒状部材は該付加支持部材に支持されているのが好適である。該共通支持部材は該セルの配列方向に延在する平板部材から構成することができ、該セルの各々は該共通支持部材の上面に固定することができる。該共通支持部材の上面には該セルの各々に対応して該セルの一端部の横断面形状に合致した凹部が形成されており、該セルの各々の一端部は該凹部に挿入せしめられているのが好ましい。該筒状スペーサ部材はセラミックス又は耐熱金属製であるのが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のセルスタックにおいては、隣接するセル間に固定される筒状スペーサ部材を通してセルの各々の開口からガス通路に水素リッチな燃料ガス（或いは酸素含有ガス）を供給することができ、従ってセルスタックとは別個にガスマニホルド室を形成するケースを配設する必要がない。また、筒状スペース部材を介してセルが相互に連結されることに加えて、セルの各々の一端面が共通支持部材に固定され、そしてまたガス供給管は共通支持部材に配設された付加支持部材によって支持される故に、セルスタックは充分強固に一体的に組み立てられる。ガス供給管を外部の配管と接続する際或いは発電中における振動や負荷荷重に対しても、ガス供給管が接続される最前方又は最後方に位置するセルに作用する荷重をスタック全体に分散することができるため、外部からの振動や負荷荷重に対して充分な強度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成されたセルスタックの好適実施形態について、更に詳述する。
【００１１】
図１は、本発明に従って構成されたセルスタックが適用される燃料電池組立体の典型例である固体電解質形燃料電池組立体の好適実施形態を図示している。図示の組立体は略直方体形状であるハウジング２を具備し、このハウジング２は耐熱性金属から形成された外枠体４とこの内面に配設された断熱材層６とから構成されている。ハウジング２の上部には水平方向に延在する板状断熱材層８が配設されており、ハウジング２内は断熱材層８よりも下方の発電・燃焼室１０と断熱材層８よりも上方の付加室１２とに区画されている。
【００１２】
発電・燃焼室１０内には、図１において紙面に垂直な方向に間隔をおいて４列のセルスタック１４が配設されている(図２も参照されたい）。セルスタック１４の各々は図１において横方向に配設された複数個(図示の場合は７個）のセル１６を含んでいる。かようなセルスタック１４及びセル１６については後に更に詳細に説明する。
【００１３】
発電・燃焼室１０の上部には、セルスタック１４の各々に対応せしめて改質ケース１８が配設されている。かかる改質ケース１８は適宜の耐熱金属から形成することができる。改質ケース１８の各々内には都市ガスでよい被改質ガスを水素リッチな燃料ガスに改質するための適宜の触媒(図示していない）が収容されている。改質ケース１８の各々の片端部(図１において左端部）には被改質ガス導入管２０が連結され、他端部(図１において右端部）には燃料ガス供給管２２が接続されている。被改質ガス導入管２０はハウジング２の下壁を貫通してハウジング２外に延在し、都市ガスでよい被改質ガス供給源(図示していない）に接続されている。燃料ガス供給管２２は、後に更に言及する如く、セルスタック１４に接続されている。図示の実施形態においては、４列に配設されたセルスタック１４の各々に対して改質ケース１８を配設しているが、所望ならば４列に配列されたセルスタック１４に対して共通の１個の改質ケースを配設することもできる。
【００１４】
ハウジング２の上部に区画された付加室１２内には空気マニホルド室２４が配設されている。この空気マニホルド室２４にはハウジング２の上壁を貫通してハウジング２外に延出する酸素含有ガス導入管２６が接続されている。この酸素含有ガス導入管２６は空気でよい酸素含有ガスの供給源（図示していない）に接続されている。空気マニホルド室２４には、更に、その下面からセルスタック１４間に垂下する酸素含有ガス噴出手段(図示していない）も接続されている。かかる酸素含有ガス噴出手段は噴出口を有する噴出パイプ或いは中空噴出プレートから構成することができる。付加室１２には、更に、発電・燃焼室１０をハウジング２外に連通せしめる排気ダクト２８も配設されている。
【００１５】
図１と共に図２を参照して説明を続けると、セルスタック１４の各々は、鉛直方向、即ち図１において上下方向、図２において紙面に垂直な方向に細長く延在する全体として板形状であるセル１６を、セル１６の片面を隣接するセル１６の他面に対向せしめて、図１及び図２において左右方向に複数個（図示の場合は７個）配設して構成されている。図２に明確に図示する如く、セル１６の各々は電極支持基板３０、内側電極層である燃料極層３２、固体電解質層３４、外側電極層である酸素極層３６、及びインターコネクタ３８から構成されている。
【００１６】
電極支持基板３０は鉛直方向に細長く延びる板状片であり、平坦な両面と半円形状の両側面を有する。電極支持基板３０にはこれを鉛直方向に貫通する複数個（図示の場合は４個）のガス通路４０が形成されている。インターコネクタ３８は電極支持基板３０の片面（図２において左面）上に配設されている。燃料極層３２は電極支持基板３０の他面（図２において右面）及び両側面に配設されており、その両端はインターコネクタ３８の両端に接合せしめられている。固体電解質層３４は燃料極層３２の全体を覆うように配設され、その両端はインターコネクタ３８の両端に接合せしめられている。酸素極層３６は、固体電解質層３４の主部上、即ち電極支持基板３０の他面を覆う部分上、に配置され、電極支持基板板３０を挟んでインターコネクタ３８に対向して位置せしめられている。かような形態のセルに代えて、例えば長手方向に連続して延在する固体電界質層の片側に複数個の燃料極層を長手方向に配列し、固体電界質層の他側に複数個の酸素極層を長手方向に配列した、一般に横縞型と称されているセル、等の他の形態のセルを使用することもできる。
【００１７】
セルスタック１４の各々における隣接するセル１６間には集電部材４２が配設されており、一方のセル１６のインターコネクタ３８と他方のセル１６の酸素極層３６とを接続している。セルスタック１４の各々において両端、即ち図２において左端及び右端に位置するセル１６の外側面（即ち左面及び右面）にも集電部材４２が配設されている。そして、４列のセルスタック１４の図２において下方に位置する２個の片端（図２において左端）に配設された集電部材４２は導電部材４４によって接続され、中央に位置する２個の他端（図２において右端）に配設された集電部材４２も導電部材４４によって接続され、上方に位置する２個の片端（図２において左端）に配設された集電部材４２も導電部材４４によって接続されている。更に、４列のセルタック１４の下端に位置する１個の他端（図２において右端）に配設された集電部材４２には導電部材４４が接続され、上端の片端（図２において右端）に配設された集電部材４２にも導電部材４４が接続されている。かくして、全てのセル１６が電気的に直列接続されている。図１及び図３を参照することによって理解される如く、集電部材４２の鉛直方向（図１及び図３において上下方向）長さはセル１６の鉛直方向長さより短く、図１において上下方向に見てセル１６の中間部に配置されている。
【００１８】
セル１６について更に詳述すると、電極支持基板３０は燃料ガスを燃料極層３２まで透過させるためにガス透過性であること、そしてまたインターコネクタ３８を介して集電するために導電性であることが要求され、かかる要求を満足する多孔質の導電性セラミック（若しくはサーメット）から形成することができる。燃料極層３２及び／又は固体電解質層３４との同時焼成により電極支持基板３０を製造するためには、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから電極支持基板３０を形成することが好ましい。所要ガス透過性を備えるために開気孔率が３０％以上、特に３５乃至５０％の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であるのが好ましい。燃料極層３２は多孔質の導電性セラミック、例えば希土類元素が固溶しているＺｒＯ２  （安定化ジルコニアを称されている）とＮｉ及び／又はＮｉＯとから形成することができる。固体電解質層３４は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有するものであることが必要であり、通常、３〜１５モル％の希土類元素が固溶したＺｒＯ２  から形成されている。酸素極層３６は所謂ＡＢＯ３  型のペロブスカイト型酸化物からなる導電セラミックから形成することができる。酸素極層３６はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が２０％以上、特に３０内５０％の範囲にあることが好ましい。インターコネクタ３８は導電性セラミックから形成することができるが、水素ガスでよい燃料ガス及び空気でよい酸素含有ガスと接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、このためにランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ３  系酸化物）が好適に使用される。インターコネクト３８は電極支持基板３０に形成されたガス通路４０を通る燃料ガス及び電極支持基板３０の外側を流動する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが望まれる。集電部材４２は弾性を有する金属又は合金から形成された適宜の形状の部材或いは金属繊維又は合金繊維から成るフェルトに所要表面処理を加えた部材から構成することができる。導電部材４４は適宜の金属又は合金から形成することができる。
【００１９】
本発明に従って構成されたセルスタック１４においては、各セルの一端部にはその片面から他面まで貫通し且つガス通路４０と連通する開口が形成され、隣接するセル１６間には開口を連通せしめる筒状スペーサ部材が配設されていることが重要である。
【００２０】
図３乃至図５を参照して説明を続けると、図示の実施形態においてはセルスタック１４を構成するセル１６の各々の下端部に、その片面から他面まで貫通する開口４６が形成されている。かかる開口４６の横断面形状は円形であり、図５を参照することによっては明確に理解される如く、開口４６はセル１６の電極支持基板３０に形成されている４個のガス通路４０の全てに連通せしめられている。そして、セルスタック１４における隣接するセル１６間には筒状スペーサ部材４８が配設されている。図３及び図４を参照することによって理解される如く、筒状スペーサ部材４８は比較的大きい外径を有する大径中央部５０と比較的小さい外径を有する小径両端部５２とを有する。大径中央部５０の外径は開口４６の内径よりも幾分大きく、小径両端部５４の外径は開口４６の内径と実質上同一である。図４に明確に図示する如く、筒状スペーサ部材４８はその小径両端部５２の各々を隣接するセル１６の夫々の開口４６に嵌入せしめ、そしてその大径中央部５０の両端部とセル１６の夫々の表面との間を適宜の接合シール材料５６で接合すると共にガスタイトにシールすることによって隣接するセル１６間に固定されている。かくして、隣接するセル１６の開口４６が筒状スペーサ部材４８によって連通せしめられている。筒状スペーサ部材４８は７００乃至１０００℃程度の高熱に晒される故に、適宜のセラミックス又は耐熱金属から形成されているのが好適である。接合シール材料５６は無機系セメント或いはガラスでよい。
【００２１】
図３及び図４を参照して説明を続けると、セルスタック１４を構成する７個のセル１６の下端は、共通支持部材５８に接合シール材料５６によってガスタイトに固定され、かくしてセル１６の各々の電極支持基板３０に形成されている４個のガス通路４０の下端がガスタイトに閉じられている。共通支持部材５８はセル１６の配列方向（図１、図２及び図３において左右方向）に延在する平板部材から構成することができる。共通支持部材５８も、筒状スペーサ部材４８と同様に適宜のセラミックス又は耐熱性金属から形成されているのが好適である。所望ならば、図６に図示する如く、共通支持部材５８の上面に、セル１６の各々の下端部の横断面形状に合致した横断面形状を有する凹部５９を所定間隔をおいて形成し、セル１６の各々の下端部を凹部５９内に挿入してセル１６を所定間隔で配列して適宜の接合シール材料によってガスタイトに固定することもできる。
【００２２】
図示の実施形態においては、図３及び４において左右方向に配列された７個のセル１６の、最前方即ち最右方に位置するセル１６の外側面（右面）にも筒状スペーサ部材４８と実質上同一の形態でよい筒状部材６０の片端部が固定されている。そして、上記共通支持部材５８上には最前方即ち最右方に位置するセル１６の外側即ち右側に位置する直立付加支持部材６２が固定され、かかる付加支持部材６２に上記筒状部材６０の他端部が固定されている。更に詳述すると、筒状部材６０は大径中央部６４と小径両端部６６とを有し、小径両端部６６の一方が最右方のセル１６の開口４６内に嵌入されて接合シール材料５６によってガスタイトに固定され、小径両端部６６の他方が支持部材６２の片側に形成されている円形凹部６８内に嵌入されて接合シール材料５６によってガスタイトに固定されている。支持部材６２にはその他側から上記円形凹部６８まで延びる孔７０も形成されており、かかる孔７０内に上述した燃料ガス供給管２２（図１も参照されたい）の先端部が嵌入され接合シール材料５６によってガスタイトに固定され、かくして燃料ガス供給管２２の先端部が付加支持部材６２によって支持されている。燃料ガス供給管２２が耐熱性金属から形成されている場合、セル１６の熱膨張率と燃料ガス供給管２２の熱膨張率との差を緩和するために、筒状部材６０及び付加支持部材６２は両熱膨張率間の熱膨張率を有する、ジルコニア或いはフォルステライトの如きセラミックから形成するのが好ましい。
【００２３】
図示の実施形態においては、図３及び４において左右方向に配列された７個のセル１６の、最後方即ち最左方に位置するセル１６の外側面（左面）にも筒状部材７２の片端部が固定されている。かかる筒状部材７２は大径中央部７４と小径両端部７６とを有し、小径両端部７６の一方がセル１６の開口４６内に嵌入せしめられて接合シール材料５６によってガスタイトに固定されている。筒状部材７２の他端は、ガスタイトに固定された円形端板７８によって閉じられている。所望ならば、最左方に位置するセル１６の左面に直接的に円形端板７８をガスタイトに固定することもできる。
【００２４】
所望ならば、セルスタック１４の強度を増大せしめる等のために、図１、図３及び図４に二点鎖線で示す如く、共通支持部材５８上に最後方即ち最左方に位置するセル１６の外側即ち左側に位置する直立付加支持部材６３を配設し、上記筒状部材７２の先端部即ち左端部を付加支持部材６３に形成した円形凹部内に挿入して固定し、かくして筒状部材７２を付加支持部材６３によって支持することもできる。更に、隣接するセル１６間の間隔をセルの長手方向即ち上下方向全体に渡って充分均一にせしめるために、図１に二点鎖線で示す如く、隣接するセル１６の上端部間にスペーサ部材７４を配設することもできる。スペーサ部材７４は、例えば所定長さの円筒部材或いは所定厚さの中実ブロックから形成することができる。
【００２５】
図７は、筒状部材６０及び燃料ガス供給管２２を支持するための付加支持部材並びに筒状部材７２を支持するための付加支持部材の変形例を図示している。かかる変形例においては共通支持部材５８の上面両端部に直立付加支持部材１６２及び１６３が固定されている。付加支持部材１６２の内側面には環状部材１６５が固定されている。環状部材１６５の内径は筒状部材６０の小径端部６２の外径と実質上同一であり、筒状部材６０の小径端部６２が環状部材１６５内に挿入せしめられ、接合シール材５６によってガスタイトに固定されている。付加支持部材１６２の中央部には貫通孔１７０が形成されており、付加支持部材１６２の外側面には貫通孔１７０に整合して外方に延出する突出円筒状突出部１６７が一体に形成されている。突出部１６７の先端には環状フランジ１６９が一体に形成されている。一方、燃料ガス供給管２２の先端にも環状フランジ１７１が形成されている。そして、フランジ１６９とフランジ１７１とがボルトとナットの如き適宜の締結手段(図示していない）によって連結されている。フランジ１６９とフランジ１７１との間にはガスケット１７３が介在せしめられている。燃料ガス供給管２２を通して供給される燃料ガスは付加支持部材１６２の貫通孔１７０、筒状部材６０を介してセル１６の開口４６に供給される。付加支持部材１６３の内側面にも環状部材１７５が固定されている。環状部材１７５の内径は筒状部材７２の小径端部７６の外径と実質上同一であり、筒状部材７２の小径端部７６が環状部材１７５内に挿入せしめられ、接合シール材５６によってガスタイトに固定されている。かくして、筒状部材７２が付加支持部材１６３によって支持されると共に、筒状部材７２の外側端面が付加支持部材１６３によって閉じられる。
【００２６】
上述したとおりの電池組立体においては、被改質ガス導入管２０を通して改質ケース１８に都市ガスでよい被改質ガスが供給され、改質ケース１８内において水素リッチな燃料ガスに改質される。しかる後に燃料ガス送給管２２、筒状部材６０及び筒状スペーサ部材４８を通してセル１６の各々の開口４６に供給され、セル１６の各々の電極支持基板３０に形成されているガス通路４０に導入されてガス通路４０を上昇する。一方、酸素含有ガス導入管２６を通して空気マニホルド室２４に空気でよい酸素含有ガスが導入され、かかる酸素含有ガスが酸素含有ガス噴出手段（図示していない）を通して発電・燃焼室１０内に噴出せしめられ、かくしてセル１６の各々に供給される。セル１６の各々においては、酸素極層３６で下記式（１）の電極反応が生成され、また燃料極層３２では下記式（２）の電極反応が生成されて発電される。
【００２７】
酸素極：  １／２Ｏ２  ＋２ｅ−  →  Ｏ２−（固体電解質）  ・・・（１）
燃料極：  Ｏ２−（固体電解質）＋Ｈ２  →  Ｈ２  Ｏ＋２ｅ−  ・・・（２）
【００２８】
セル１６における電極支持基板３０のガス通路４０を流動する燃料ガスの、電極反応に使用されなかった燃料ガスは、電極支持基板３０の上端から発電・燃焼室１０内に流出せしめられる。発電・燃焼室１０内に流出せしめられた燃料ガスは流出と同時に燃焼せしめられる。発電・燃焼室１０内には適宜の着火手段（図示していない）が配設されており、燃料ガスが発電・燃焼室１０に流出され始めると着火手段が作動せしめられて燃焼が開始される。発電燃焼室１０に噴出された酸素含有ガス中の酸素で電極反応に使用されなかったものは燃焼に利用される。発電・燃焼室１０内は、セル１６での発電及び燃焼ガスの燃焼に起因して例えば７００乃至１０００℃程度の高温になる。
発電・燃焼室１０内での燃焼によって生成された燃焼ガスは、発電・燃焼室１０の上端から排気ダクト２８を通してハウジング２外に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従って構成されたセルスタックの好適実施形態を備えた燃料電池組立体を示す簡略縦断面図。
【図２】図１の燃料電池組立体におけるセルスタックを示す横断面図。
【図３】図１の燃料電池組立体におけるセルスタックの下部を示す正面図。
【図４】図１の燃料電池組立体におけるセルスタックの下部を示す断面図。
【図５】図１の燃料電池組立体におけるセルスタックのセルの下端部を示す側面図。
【図６】共通支持部材の変形例を示す部分斜面図。
【図７】付加支持部材の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３０】
２：ハウジング
１０：発電・燃焼室
１４：セルスタック
１６：セル
２２：燃料ガス供給管
４０：ガス通路
４６：開口
４８：筒状スペーサ部材
５０：筒状スペ−サ部材の大径中央部
５２：筒状スペーサ部材の小径両端部
５８：共通支持部材板
５９：凹部
６０：筒状部材
６２：付加支持部材
６３：付加支持部材
７２：筒状部材
１６２：付加支持部材
１６３：付加支持部材  
【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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