(57)【要約】【課題】メンテナンス性及び耐食性の向上に寄与する水素製造装置を提供する。【解決手段】水素製造装置１０は、セルスタック１１と、このセルスタック１１に水蒸気を案内し分離した水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）と、セルスタック１１の主面に対向するように配置されこのセルスタック１１を加熱するヒータブロック１３と、主面が平行になるように複数のマニホールド１２及びヒータブロック１３を支持する支持部材１４と、を備えている。【選択図】  図１
2018053314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタックと、
前記セルスタックに四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され、前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールドと、
前記セルスタックを加熱するヒータブロックと、
一つの前記セルスタック、前記一対のマニホールドを単位として、複数の前記マニホールド及び前記ヒータブロックを支持する支持部材と、
前記セルスタック、前記マニホールド、前記ヒータブロック、前記支持部材を収容する筐体と、
電源から前記ヒータブロックに電力を供給する電源ケーブルと、を備え、
前記支持部材はその一部が前記筐体の外部に露出しており、
前記電源ケーブルは、前記支持部材の内部に配線されて前記ヒータブロックに接続されるとともに前記筐体の外部に設けられた接続点に延びる配線と、前記接続点及び前記電源に接続された配線とを有する水素製造装置。
【請求項２】
水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタックと、
前記セルスタックに四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され、前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールドと、
前記セルスタックを加熱するヒータブロックと、
一つの前記セルスタック、前記一対のマニホールドを単位として、複数の前記マニホールド及び前記ヒータブロックを支持する支持部材と、
前記セルスタック、前記マニホールド、前記ヒータブロック、前記支持部材を収容する筐体と、
電源から前記ヒータブロックに電力を供給する電源ケーブルと、を備え、
前記支持部材は導電性の材料で構成されるとともにその一部が前記筐体の外部に露出しており、
前記電源ケーブルは前記支持部材のうち前記筐体外に位置する部分に接続されて、前記支持部材を介して前記ヒータブロックに電力を供給する水素製造装置。
【請求項３】
水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタックと、
前記セルスタックに四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され、前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールドと、
前記セルスタックを加熱するヒータブロックと、
一つの前記セルスタック、前記一対のマニホールドを単位として、複数の前記マニホールド及び前記ヒータブロックを支持する支持部材と、
前記前記セルスタック、前記マニホールド、前記ヒータブロック、前記支持部材を収容する筐体と、
電源から前記筐体外に伸びた電源ケーブルと、
前記筐体を貫通するように設けられ、前記電源ケーブルおよび前記ヒータブロックを電気的に接続する延長部材と、を備える水素製造装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水素製造装置において、
前記支持部材は、平行に配置される一対の長尺部材で構成され、
前記一対の長尺部材の長手方向と直交する方向に沿って設けられ、前記一対のマニホールドを前記セルスタックの主面に沿う方向に挿通させ係合する一対の第１係合溝と、
前記第１係合溝と平行に設けられ、前記ヒータブロックをその主面に沿う方向に挿通させその両端を係合する一対の第２係合溝と、を有し、
前記一対の長尺部材の長手方向に、前記セルスタック及び前記ヒータブロックの単位を配列させていく水素製造装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水素製造装置において、
前記支持部材は、その両端が、前記ヒータブロックの主面の一部と前記一対のマニホールドとに当接する一対のスペーサ部材で形成され、
それぞれの主面の法線方向に、前記セルスタック、前記スペーサ部材、前記ヒータブロック及び前記スペーサ部材の順番で配列させていくことを特徴とする水素製造装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水素製造装置において、
前記支持部材は、
前記ヒータブロックの一方の主面に当接するか又はこの主面を含む少なくとも一部を収容する平板と、
両端が、前記ヒータブロックの反対側の主面の一部と前記一対のマニホールドとに当接する一対のスペーサ部材と、
複数の前記平板を所定の間隔で互いに平行に保持する保持板と、を有することを特徴とする水素製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高温設定の下で水蒸気を電気分解させて水素ガスを製造する水素製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油・石炭などの化石燃料は、燃焼時に二酸化炭素を生じるため、環境負荷が高い問題がある。しかし水素は、燃焼時の生成物が水であるため、環境負荷が低く、資源量も豊富であるため、将来的なエネルギー源として有望視されている。
また、太陽光、風力等の自然エネルギーで発電された余剰電力を用いて水素を製造し貯蔵しておき、必要時に貯蔵されている水素を用いて発電するという電力貯蔵システムの研究が盛んに行われている。
水素ガスを効率よく製造するために、水蒸気を高温（通常、５００℃以上）で電気分解する水素製造装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５２１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような水素製造装置の構成要素であるセルスタックやヒータは、水蒸気を電気分解した際に排出される酸素ガスが滞留する高温酸化性環境に置かれる。このために、これらセルスタック及びヒータのメンテナンス性、並びにこれらに電力を供給するケーブルの耐食性の向上が課題となっている。
今後、水素ガスの増産を目指し、水素製造装置の大容量化・複雑化が必然の流れとなり、上述したメンテナンス性及び耐食性の向上に対する要求が高まっていくと考えられる。
【０００５】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、メンテナンス性及び耐食性の向上に寄与する水素製造装置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】
【０００６】
本発明の実施形態に係る水素製造装置において、水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタックと、前記セルスタックに四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され、前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールドと、前記セルスタックを加熱するヒータブロックと、一つの前記セルスタック、前記一対のマニホールドを単位として、複数の前記マニホールド及び前記ヒータブロックを支持する支持部材と、前記セルスタック、前記マニホールド、前記ヒータブロック、前記支持部材を収容する筐体と、電源から前記ヒータブロックに電力を供給する電源ケーブルと、を備え、前記支持部材はその一部が前記筐体の外部に露出しており、  前記電源ケーブルは、前記支持部材の内部に配線されて前記ヒータブロックに接続されるとともに前記筐体の外部に設けられた接続点に延びる配線と、前記接続点及び前記電源に接続された配線とを有する。
【０００７】
本発明の実施形態に係る水素製造装置において、水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタックと、前記セルスタックに四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され、前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールドと、前記セルスタックを加熱するヒータブロックと、一つの前記セルスタック、前記一対のマニホールドを単位として、複数の前記マニホールド及び前記ヒータブロックを支持する支持部材と、前記セルスタック、前記マニホールド、前記ヒータブロック、前記支持部材を収容する筐体と、電源から前記ヒータブロックに電力を供給する電源ケーブルと、を備え、前記支持部材は導電性の材料で構成されるとともにその一部が前記筐体の外部に露出しており、前記電源ケーブルは前記支持部材のうち前記筐体外に位置する部分に接続されて、前記支持部材を介して前記ヒータブロックに電力を供給する。
【０００８】
本発明の実施形態に係る水素製造装置において、水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタックと、前記セルスタックに四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され、前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールドと、前記セルスタックを加熱するヒータブロックと、一つの前記セルスタック、前記一対のマニホールドを単位として、複数の前記マニホールド及び前記ヒータブロックを支持する支持部材と、前記前記セルスタック、前記マニホールド、前記ヒータブロック、前記支持部材を収容する筐体と、電源から前記筐体外に伸びた電源ケーブルと、前記筐体を貫通するように設けられ、前記電源ケーブルおよび前記ヒータブロックを電気的に接続する延長部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態により、メンテナンス性及び耐食性の向上に寄与する水素製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水素製造装置を示す外観図。
【図２】第１実施形態に係る水素製造装置の構成単位であるセルスタック、ヒータブロック及び支持部材の装着前の外観図。
【図３】第１実施形態に係る水素製造装置の構成単位であるセルスタック、ヒータブロック及び支持部材の装着後の外観図。
【図４】セルスタック及びマニホールドの第１構成例を示す分解図。
【図５】図４のセルスタックを構成する単セルの部分分解図。
【図６】セルスタック及びマニホールドの第２構成例を示す分解図。
【図７】図６のセルスタックを構成する単セルの拡大図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る水素製造装置を示す外観図。
【図９】第２実施形態に係る水素製造装置の構成単位であるセルスタック、ヒータブロック及び支持部材の外観図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る水素製造装置を示す外観図。
【図１１】第３実施形態における給電構造を説明する外観図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように第１実施形態に係る水素製造装置１０Ａ（１０）は、水蒸気を電気分解させて水素ガス及び酸素ガスに分離する単セルを複数集積させたセルスタック１１と、このセルスタック１１に四面形成される側周面のうち互いに平行な二面の各々に配置され前記単セルに形成された流路入口へ前記水蒸気を案内し分離した前記水素ガスを反対端の流路出口から回収する一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）と、前記側周面に直交するセルスタック１１の主面に対向するように配置されこのセルスタック１１を加熱するヒータブロック１３と、一つのセルスタック１１、一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）及び一つのヒータブロック１３の組み合わせを単位として、セルスタック１１及びヒータブロック１３のそれぞれの主面が平行になるように複数のマニホールド１２及びヒータブロック１３を支持する支持部材１４と、を備えている。
【００１２】
近年、余剰電力の活用手段として、水を電気分解して水素を生成・貯蔵しておき、電力が不足した際に、この貯蔵した水素を燃料電池で電気エネルギーに変換し、電力を供給するシステムが検討されている。
各実施形態に係る水素製造装置１０は、高温（通常、５００℃以上）で水蒸気を電気分解することにより水素及び酸素を生成するものである。気体の水蒸気を高温で電気分解することは、液体の水を電気分解する場合に比べ、少ないエンタルピーで電解することができ、水素の製造に必要な電気量を低減することができる。
【００１３】
各実施形態に係る水素製造装置１０は、セルスタック１１と、その両側に配置される一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）と、セルスタック１１に平行に配置されるヒータブロック１３との組み合わせを発電単位として、構成されている。この発電単位の設置数を増やすことにより、水素製造装置１０における水素ガスの製造容量を増加させることができる。
第１実施形態に係る水素製造装置１０Ａにおける支持部材１４は、平行に配置される一対の長尺部材（１４Ａｘ，１４Ａｙ）で構成され、セルスタック１１及びヒータブロック１３のそれぞれの主面が平行になるように複数のマニホールド１２及びヒータブロック１３を支持している。
【００１４】
一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）の一方（１２ｘ）には水蒸気供給配管２２が接続され、他方（１２ｙ）には水素回収配管２３が接続されている。
この水蒸気供給配管２２の基端には水蒸気発生器（図示略）が接続されており、その先端は複数に分岐して個々の発電単位の一方のマニホールド１２ｘに接続されている。
【００１５】
また水素回収配管２３の基端は複数に分岐して個々の発電単位の他方のマニホールド１２ｙに接続され、その先端は本数を収束させて水素回収タンク（図示略）に接続されている。
なお、図示において、水蒸気供給配管２２及び水素回収配管２３の分岐は、横方向のマニホールド１２に接続されているが、縦方向やその他の方向のマニホールド１２に接続される場合も有る。
【００１６】
一対のマニホールド１２は、後に詳述されるセルスタック１１（図４，図６）の平行な二面を挟むように配置される。
そして一方のマニホールド１２ｘは、セルスタック１１を構成する単セルの一端に形成されたそれぞれの流路入口へ、水蒸気供給配管２２から供給された水蒸気を案内する。
そして他方のマニホールド１２ｙは、単セルの反対端に形成されたそれぞれの流路出口から水素ガス及び未反応の水蒸気を回収し水素回収配管２３に送出する。
【００１７】
さらに一対のマニホールド１２は、外部電源（図示略）から支持部材１４を介して送られてきた電力を、セルスタック１１を構成する単セルのそれぞれに給電する機能をもつ。
つまり一方のマニホールド１２ｘはセルスタック１１を構成する単セルのカソード極及びアノード極のうちいずれか一方に電気的に接続し、他方のマニホールド１２ｙは残りの他方に電気的に接続している。
そして、支持部材１４を介して送られてきた電力は、この一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）介して単セルのそれぞれに給電される。
【００１８】
ヒータブロック１３は、内部に電気抵抗線が配置され、その両端が、外部電源（図示略）に電気的に繋がっている支持部材１４（１４Ａｘ，１４Ａｙ）の接点に接続している。
そして、ヒータブロック１３の発熱は、対向するセルスタック１１の主面に熱放射されるとともに、支持部材１４を介してマニホールド１２に熱伝導される。
ヒータブロック１３の発熱により、セルスタック１１及びマニホールド１２は約５００℃〜９００℃の高温状態に保持され、吸熱反応である水蒸気の電解反応を安定的に促進する。
【００１９】
図２に部分拡大して示すように、一対の長尺部材（１４Ａｘ，１４Ａｙ）には、その長手方向と直交する方向に沿って、一対のマニホールド１２をセルスタック１１の主面に沿う方向に挿通させ係合する一対の第１係合溝１６（１６ｘ，１６ｙ）が設けられている。
さらに、この長尺部材（１４Ａｘ，１４Ａｙ）には、第１係合溝１６と平行に、ヒータブロック１３をその主面に沿う方向に挿通させその両端を係合する一対の第２係合溝１７（１７ｘ，１７ｙ）が設けられている。
【００２０】
ここで、図２は、セルスタック１１、一対のマニホールド１２及びヒータブロック１３を、一対の長尺部材（１４Ａｘ，１４Ａｙ）に装着する前の状態を示し、図３は、装着した後の状態を示している。
そして、この一対の長尺部材（１４Ａｘ，１４Ａｙ）、セルスタック１１、一対のマニホールド１２及びヒータブロック１３が、この組み合わせを単位として、その長手方向に配列され、モジュール２０（図１）を形成する。
【００２１】
このように、モジュール２０は、その長手方向に直交する方向に複数が配列される。
なお実施形態は、図中の横方向に三つのモジュール２０が配列されているものが例示されるが、奥行き方向に配列される場合もある。そして、このように配列している複数のモジュール２０Ａ（２０）は、気密な筐体２１により全体が覆われている。
この筐体２１の内部は、後記するように電気分解反応の進行に伴い高温酸化性雰囲気となるために、周辺に影響を及ぼさないように、その外部とを厳重に隔てている。
【００２２】
図３に示すように、モジュール２０Ａを構成する支持部材１４のいずれかの部位（図示は下端）は、この筐体２１の外部に露出し、入力端子２５が設けられている。そして、セルスタック１１及びヒータブロック１３に電力を供給する外部電源（図示略）のケーブル端子が、モジュール２０Ａの入力端子２５に接続されている。
このように、外部電源（図示略）のケーブル端子とモジュール２０Ａの入力端子２５とが、高温酸化性雰囲気にさらされない構成とすることで、端子やケーブルの腐食による劣化を抑制することができる。
【００２３】
ここで支持部材１４は、銅等の導電性の部材で形成されている。これにより、高温酸化性雰囲気において支持部材１４の表面が腐食しても、内部まで腐食が進行しないために電力の伝達効率は低下しない。なお、支持部材１４は、セラミック等の電気絶縁性の部材で形成され、その内部に、外部電力を各々のセルスタック１１に供給するための配線（素線）が配置される場合もある。
そして、入力端子２５から入力された外部電力は、この支持部材１４を介して第１係合溝１６及び第２係合溝１７のそれぞれの接点（図示略）からセルスタック１１及びヒータブロック１３へ給電される。
なお、支持部材１４の構成は、上述した導電性の部材で形成される場合に限定されず、絶縁性の部材で形成されて入力端子２５から第１係合溝１６及び第２係合溝１７のそれぞれの接点（図示略）まで、電力を導く導線が施設される場合もある。
【００２４】
図４、図５に基づいて、セルスタック１１の構成例について説明する。
図４は、セルスタック１１Ａの分解斜視図で、図５はこのセルスタック１１Ａを構成する単セル３０Ａの一部領域３１Ａの分解斜視図である。
なお、本発明の実施形態に適用されるセルスタック１１の態様は、開示した構成例に限定されるものではない。
【００２５】
図４に示すように、第１の構成例に係るセルスタック１１Ａは、平板形状の単セル３０Ａが、その厚み方向に積層して構成されている。
図５に示すように、この単セル３０Ａは、流動する水蒸気（Ｈ2Ｏ）を還元して水素ガス（Ｈ2）及び酸素イオン（Ｏ2-）を生成するカソード極３２と、このカソード極３２が片面に設けられ生成した酸素イオン（Ｏ2-）を反対面に輸送する電解質３３と、この電解質３３の反対面に設けられ輸送された酸素イオン（Ｏ2-）を酸化して酸素ガス（Ｏ2）を生成するアノード極３５と、一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）に接続する流路入口（図示略）及び流路出口（図示略）が形成されるとともに水蒸気（Ｈ2Ｏ）及び水素ガス（Ｈ2）を流動させる第１流路４１がカソード極３２との接触面に設けられ酸素ガス（Ｏ2）を流動させる第２流路４２がアノード極３５との接触面に設けられるセパレータ３６と、から構成されている。
【００２６】
カソード極３２は、触媒作用を有するニッケル酸化物等が好適であり、ＮｉＯ−ＹＳＺ（Ｎｉ酸化物及びＹＳＺの焼結体）が例示される。
そしてカソード極３２は、次の電気化学反応（１）に示すように、第１流路４１を流動する水蒸気（Ｈ2Ｏ）を還元して水素ガス（Ｈ2）及び酸素イオン（Ｏ2-）を生成する。
カソード極：  Ｈ2Ｏ  ＋  ２ｅ-  →  Ｈ2  ＋  Ｏ2-      （１）
【００２７】
電解質３３は、酸素イオン（Ｏ2-）を内部移動させることが可能な固体材料であり、稠密な構造を有し、その内部を気体（水蒸気、水素ガス、酸素ガス）が通過することはできない材料である。そのような電解質３３として、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）が例示される。
この電解質３３は、片面に設けられたカソード極３２で生成した酸素イオン（Ｏ2-）をアノード極３５が設けられている反対面に輸送する。
【００２８】
アノード極３５は、ＬＳＣ（ランタンストロンチウムコバルトタイト）等の酸化物セラミックスが例示され、次の電気化学反応（２）に示すように、電解質３３から輸送された酸素イオン（Ｏ2-）を酸化して酸素ガス（Ｏ2）を生成する。この酸素ガス（Ｏ2）は、第２流路４２を介して、単セル３０Ａの外部に排出される。
アノード極：  Ｏ2-  →  ２ｅ-  ＋  １／２・Ｏ2      （２）
【００２９】
セパレータ３６は、カソード極３２、電解質３３及びアノード極３５の組み合わせを、複数重ねて積層させる際、積層界面を電気的に絶縁するとともに、カソード極３２との接触面に水蒸気（Ｈ2Ｏ）及び水素ガス（Ｈ2）を流動させる第１流路４１が設けられ、アノード極３５との接触面に酸素ガス（Ｏ2）を流動させる第２流路４２が設けられている。
これにより、セルスタック１１Ａを構成する複数の単セル３０Ａのそれぞれは、外部電源（図示略）に対して並列に接続され、個別に給電されることになるため、装置１０の内部に存在する電気的接点間の最大電位差を小さくすることができる。
【００３０】
図６に示すように、第２の構成例に係るセルスタック１１Ｂは、先端が封止された中空形状の単セル３０Ｂが、並列に構成されている。
図７に示すように、この単セル３０Ｂは、流動する水蒸気（Ｈ2Ｏ）を還元して水素ガス（Ｈ2）及び酸素イオン（Ｏ2-）を生成するカソード極３２と、このカソード極３２が内周面に設けられ生成した酸素イオン（Ｏ2-）を外周面に輸送する電解質３３と、この電解質３３の外周面に設けられ輸送された酸素イオン（Ｏ2-）を酸化して酸素ガス（Ｏ2）を生成するアノード極３５と、一対のマニホールド１２の一方（１２ｘ）に接続する流路入口４５が形成され先端が中空形状の内側に配置され水蒸気（Ｈ2Ｏ）をカソード極３２に供給する第３流路４３と、生成した水素（Ｈ2）を一対のマニホールド１２の他方（１２ｙ）に接続する流路出口４６に案内する第４流路４４と、から構成されている。
なお、第２の構成例に係るセルスタック１１Ｂの構成要素の作用は、第１の構成例に係るセルスタック１１Ａの対応する構成要素の作用と同一であるために、説明を省略する。
【００３１】
（第２実施形態）
次に図８及び図９を参照して本発明における第２実施形態について説明する。なお、図８及び図９において図１及び図２と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００３２】
図８に示すように第２実施形態に係る水素製造装置１０Ｂにおいて、支持部材１４は、その両端が、ヒータブロック１３の主面の一部と一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）とに当接する一対のスペーサ部材（１４Ｂｘ，１４Ｂｙ）で形成される。
そして、セルスタック１１、スペーサ部材（１４Ｂｘ，１４Ｂｙ）、ヒータブロック１３及びスペーサ部材（１４Ｂｘ，１４Ｂｙ）の順番で、それぞれの主面の法線方向に配列されている。
【００３３】
図９に示すように、複数のうち少なくとも一つのヒータブロック１３ａは、外部電源（図示略）のケーブル端子に接続する入力端子２５が先端に設けられている第１給電延長部材５１が、その表面から延出して設けられている。
そして、その他のヒータブロック１３ｂは、隣接するヒータブロック１３ａに接続して電力の供給を受ける第２給電延長部材５２が、その表面から延出して設けられている。
さらに、セルスタック１１への給電は、共に発電単位を構成し内部に給電配線が施設されているヒータブロック１３及びスペーサ部材（１４Ｂｘ，１４Ｂｙ）を介して行われる。第１給電延長部材５１、第２給電延長部材５２は、例えば銅等の金属板で構成される。
【００３４】
（第３実施形態）
次に図１０及び図１１を参照して本発明における第３実施形態について説明する。なお、図１０及び図１１において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００３５】
図１０及び図１１に示すように第３実施形態に係る水素製造装置１０Ｃにおいて、支持部材１４（図１１）は、ヒータブロック１３の一方の主面に当接するか又はこの主面を含む少なくとも一部を収容する平板６１と、両端がヒータブロック１３の反対側の主面の一部と一対のマニホールド１２（１２ｘ，１２ｙ）とに当接する一対のスペーサ部材６２（６２ｘ、６２ｙ）と、複数の平板６１を所定の間隔で互いに平行に保持する保持板６３と、を有している。
【００３６】
さらに図１１に示すように水素製造装置１０Ｃにおいて、ヒータブロック１３に給電を行う素線６５は、平板６１の内部に収容されている。
そしてセルスタック１１の給電は、共に単位を構成し内部に給電配線が施設されているヒータブロック１３及びスペーサ部材６２を介して行われる。
【００３７】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、外部電源から延びるケーブル端子との接続点を、高温酸化性雰囲気から隔離された位置に配置することができる。さらに、高温酸化性雰囲気の内部に給電配線を引き回す必要もなくなり、セルスタックやヒータブロックへの給電経路をそれらの機械的支持構造に一体化することができる。これにより、一体化されたユニット単位での交換等が容易であり、メンテナンス性及び耐食性の向上に寄与する水素製造装置が提供される。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、ヒータブロックはセルスタックの主面に対向するものとして、またセルスタック一つあたりに一つのヒータブロックが設けられるものとして説明したが、この構成に限られない。セルスタックを十分に加熱できる構成であればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）…水素製造装置、１１（１１Ａ，１１Ｂ）…セルスタック、１２…一対のマニホールド、１２ｘ…一方のマニホールド、１２ｙ…他方のマニホールド、１３…ヒータブロック、１４…支持部材、１４Ａｘ，１４Ａｙ…長尺部材、１６…第１係合溝、１７…第２係合溝、２０（２０Ａ，２０Ｂ）…モジュール、２１…筐体、２２…水蒸気供給配管、２３…水素回収配管、２５…入力端子、３０（３０Ａ，３０Ｂ）…単セル、３２…カソード極、３３…電解質、３５…アノード極、３６…セパレータ、４１…第１流路、４２…第２流路、４３…第３流路、４４…第４流路、４５…流路入口、４６…流路出口、５１…第１給電延長部材、５２…第２給電延長部材、６１…平板、６２…スペーサ部材、６３…保持板、６５…素線。
【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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