(57)【要約】【課題】接合材におけるクラックを抑制できるセルスタック装置を提供する。【解決手段】セルスタック装置１００は、マニホールド２０と、燃料電池セル１０と、接合材１０１と、を備えている。マニホールド２０は、マニホールド本体３と、支持部材４とを有している。支持部材４は、マニホールド本体３内に配置されている。接合材１０１は、燃料電池セル１０の下端部とマニホールド本体３とを接合する。支持部材４は、燃料電池セル１０を下方から支持するように構成されている。マニホールド本体３は、定格運転時においてマニホールド本体３と支持部材４との熱膨張の差によって生じる熱応力によって変形する変形可能部を有する。【選択図】図５
2018206760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入孔が形成されたマニホールド本体、及び前記マニホールド本体内に配置される支持部材、を有するマニホールドと、
前記挿入孔に下端部が挿入される燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの下端部と前記マニホールド本体とを接合する接合材と、
を備え、
前記支持部材は、前記燃料電池セルを下方から支持するように構成され、
前記マニホールド本体は、定格運転時において前記マニホールド本体と前記支持部材との熱膨張の差によって生じる熱応力によって変形する変形可能部を有する、
セルスタック装置。
【請求項２】
前記マニホールド本体は、前記支持部材よりも板厚が薄い側壁を有し、
前記側壁は、前記変形可能部を構成する、
請求項１に記載のセルスタック装置。
【請求項３】
前記マニホールド本体は、底壁と、前記底壁から上方に延びる側壁と、前記側壁の上端部から外方に延びる第１フランジ部と、前記第１フランジ部に接合される上壁と、を有し、
前記側壁と前記第１フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、前記変形可能部を構成する、
請求項１に記載のセルスタック装置。
【請求項４】
前記マニホールド本体は、上壁と、前記上壁から下方に延びる側壁と、前記側壁の下端部から外方に延びる第２フランジ部と、前記第２フランジ部に接合される底壁と、を有し、
前記側壁と前記第２フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、前記変形可能部を構成する、
請求項２に記載のセルスタック装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記燃料電池セルの下面を支持する、
請求項１から４のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項６】
前記支持部材及び前記マニホールド本体は、互いに同じ材料によって構成される、
請求項１から５のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項７】
前記支持部材及び前記マニホールド本体は、ステンレス鋼製である、
請求項１から６のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項８】
前記マニホールド本体は、
上方または下方が開口する箱状部材と、
前記開口を塞ぐ板状部材と、
を有し、
前記箱状部材は、
複数の平板部と、
前記平板部を連結する角部と、
を有し、
前記角部の厚さは、前記平板部の厚さよりも小さい、
請求項１から７のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項９】
前記マニホールド本体は、台座に配置され、
前記マニホールド本体は、当該マニホールド本体の底壁に取り付けられ且つ前記台座に接する複数の突起部を有し、
前記突起部は、前記底壁を構成する材料と異なる材料で構成されている、
請求項１から８のいずれかに記載のセルスタック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルスタック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セルスタック装置は、マニホールドと、複数の燃料電池セルとを備えている（特許文献１）。各燃料電池セルは、マニホールドから上方に延びるように、マニホールドに支持されている。詳細には、マニホールドの上壁に形成された貫通孔内に燃料電池セルの下端部が挿入されており、燃料電池セルの下端部と上壁とが接合材によって接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６４０９４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セルスタック装置において、接合材にクラックが発生することは好ましくない。そこで、本発明の課題は、接合材におけるクラックを抑制できるセルスタック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある側面に係るセルスタック装置は、マニホールドと、燃料電池セルと、接合材と、を備えている。マニホールドは、マニホールド本体と、支持部材とを有している。マニホールド本体は、挿入孔が形成されている。支持部材は、マニホールド本体内に配置されている。燃料電池セルは、挿入孔に下端部が挿入されている。接合材は、燃料電池セルの下端部とマニホールド本体とを接合する。支持部材は、燃料電池セルを下方から支持するように構成されている。マニホールド本体は、定格運転時においてマニホールド本体と支持部材との熱膨張の差によって生じる熱応力によって変形する変形可能部を有する。
【０００６】
このように、本発明に係るセルスタック装置は、マニホールド本体の内部に支持部材を配置し、この支持部材によって燃料電池セルを下方から支持する構成となっている。このセルスタック装置は定格運転時において高温となるため、温度分布によってマニホールド本体よりも支持部材の方が熱膨張することがある。この熱膨張の差によって支持部材とマニホールド本体との間にある接合材に熱応力が生じるため、接合材にクラックが発生するおそれがある。
【０００７】
しかし、本発明に係るセルスタック装置では、マニホールド本体が変形可能部を有しているため、支持部材とマニホールド本体との熱膨張の差に起因する熱応力を、変形可能部によって吸収することができる。この結果、接合材に掛かる熱応力を低減することができ、ひいては接合材におけるクラックを抑制することができる。
【０００８】
好ましくは、マニホールド本体は、支持部材よりも板厚が薄い側壁を有する。そして、側壁は、変形可能部を構成する。この構成によれば、支持部材よりもマニホールド本体の側壁の方が板厚が薄いため、この側壁が変形可能を構成する。
【０００９】
好ましくは、マニホールド本体は、底壁と、底壁から上方に延びる側壁と、側壁の上端部から外方に延びる第１フランジ部と、第１フランジ部に接合される上壁と、を有している。そして、側壁と第１フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、変形可能部を構成する。この構成によれば、支持部材とマニホールド本体との熱膨張の差に起因する熱応力が、側壁と第１フランジ部との境界部の変形によって吸収されるため、接合材に掛かる熱応力を低減することができる。
【００１０】
好ましくは、マニホールド本体は、上壁と、上壁から下方に延びる側壁と、側壁の下端部から外方に延びる第２フランジ部と、第２フランジ部に接合される底壁と、を有している。そして、側壁と第２フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、変形可能部を構成する。この構成によれば、支持部材とマニホールド本体との熱膨張の差に起因する熱応力が、側壁と第２フランジ部との境界部の変形によって吸収されるため、接合材に掛かる熱応力を低減することができる。
【００１１】
好ましくは、支持部材は、燃料電池セルの下面を支持する。
【００１２】
好ましくは、支持部材及びマニホールド本体は、互いに同じ材料によって構成される。
【００１３】
好ましくは、支持部材及びマニホールド本体は、ステンレス鋼製である。
【００１４】
好ましくは、マニホールド本体は、箱状部材と板状部材とを有する。箱状部材は、上方または下方が開口する。板状部材は、開口を塞ぐ。箱状部材は、複数の平板部と、平板部を連結する角部と、を有する。角部の厚さは、平板部の厚さよりも小さい。
【００１５】
この構成によれば、箱状部材において平板部の厚さよりも角部の厚さが小さい。このため、マニホールドに接合材を用いて燃料電池セルが接合されたセルスタック装置の動作時に、高温になり温度分布が生じると、角部が優先的に変形する。すなわち、この角部が変形可能部として作用することができる。
【００１６】
好ましくは、マニホールド本体は、台座に配置されている。そして、マニホールド本体は、底壁と、側壁と、上壁と、複数の突起部とを有している。側壁は、底壁から上方に延びる。上壁は、側壁の上端部を塞ぎ、かつ燃料電池セルが接合される。複数の突起部は、底壁に取り付けられ、かつ台座に接する。突起部は、底壁を構成する材料と異なる材料で構成されている。
【００１７】
この構成によれば、接合材を用いてマニホールド本体の上壁に燃料電池セルが接合されたセルスタック装置の動作時において、燃料電池セルがマニホールド本体よりも高温になる場合に、底壁から台座に高温の熱を伝達する経路は、複数の突起部になる。複数の突起部と台座とが接触しているため、マニホールド本体と台座との接触面積を低減できる。このため、マニホールド本体から台座への熱損失を抑制できる。また、突起部及び底壁を構成する材料は異なるので、底壁に取り付ける突起部の自由度が高い。このため、仕様に応じて、マニホールド本体から台座への熱損失を効果的に抑制できる位置に突起部を設けることができる。したがって、マニホールド本体の温度低下を効果的に抑制できるため、燃料電池セルを接合する接合材に加えられる応力を抑制できる。よって、接合材におけるクラックを抑制できるので、セルスタック装置に用いたときに接合材から反応ガスが漏れ出すことを抑制することができる。
【００１８】
好ましくは、底壁において台座と対向する面の表面粗さＲｚは、０．０１ｚ以上である。この場合、底壁と台座との接触面積をより低減できるので、マニホールド本体の温度低下をより抑制できる。このため、燃料電池セルを接合する接合材に加えられる応力をより抑制でき、接合材におけるクラックをより抑制できる。
【００１９】
好ましくは、底壁の下面の面積に対して、突起部と台座とが接触する面積の比（接触する面積／下面の面積）は、１５％以下、より好ましくは１０％以下である。この場合、底壁と台座との接触面積が小さいので、マニホールド本体の温度低下をより抑制できる。このため、燃料電池セルを接合する接合材に加えられる応力をより抑制でき、接合材におけるクラックをより抑制できる。
【００２０】
好ましくは、突起部は、無機材料で構成される。マニホールド本体を備えるセルスタック装置は高温で作動するとともに、突起部にはセルスタック装置全体の荷重がかかるが、無機材料では金属材料と比較して高温クリープ現象に対する耐性が高い。したがって、突起部の材料として、無機材料で構成されることが好ましい。
【００２１】
好ましくは、突起部は、底壁を構成する材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する材料で構成されている。これにより、台座と接触する突起部は、底壁よりも熱伝導率が小さいので、マニホールド本体から台座への熱損失をより抑制できる。このため、マニホールド本体の温度の低下をより抑制できるので、燃料電池セルを接合する接合材におけるクラックをより抑制できる。
【００２２】
好ましくは、突起部を構成する材料の熱伝導率は、好ましくは４０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。この場合、マニホールド本体から台座への熱伝導によるマニホールド本体の温度低下をより抑制できる。このため、燃料電池セルをより安定的に支持できる。
【００２３】
好ましくは、突起部は、鉱物またはセラミックスで構成される。鉱物またはセラミックスで構成される突起部は、底壁に容易に取り付けることができる。
【００２４】
好ましくは、マニホールド本体は、底壁の下面に形成されたコーティング膜を有する。そして、突起部は、コーティング膜を介して底壁に取り付けられている。コーティング膜により、突起部を底壁に容易に取り付けることができる。なお、突起部とコーティング膜とは同じ材料で形成してもよく、コーティング膜の一部を突起状に形成してもよい。
【００２５】
好ましくは、上壁は、クロムを含む材料で構成され、上壁の表面全体に形成されたコーティング膜をさらに有している。コーティング膜により、上壁を構成するクロムが揮発することを防止できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、接合材におけるクラックを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】セルスタック装置の斜視図。
【図２】燃料電池セルの斜視図。
【図３】燃料電池セルの拡大断面図。
【図４】セルスタック装置の断面図。
【図５】セルスタック装置の断面図。
【図６】上壁の平面図。
【図７】マニホールド本体の拡大断面図。
【図８】変形可能部の道程を示す断面図。
【図９】変形例に係る上壁の平面図。
【図１０】変形例に係るマニホールド本体の断面図。
【図１１】変形例に係るマニホールド本体の拡大断面図。
【図１２】変形例に係るマニホールドの拡大断面図。
【図１３】変形例に係るマニホールドの拡大断面図。
【図１４】変形例に係るマニホールドの拡大断面図。
【図１５】変形例に係るマニホールドの拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係るセルスタック装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１に示すように、セルスタック装置１００は、複数の燃料電池セル１０と、マニホールド２０と、を備えている。各燃料電池セル１０は、マニホールド２０によって支持されている。マニホールド２０は、各燃料電池セル１０にガスを分配する。
【００３０】
［燃料電池セル］
各燃料電池セル１０は、マニホールド２０から上方に延びている。燃料電池セル１０の長手方向（ｘ軸方向）は、上方に延びている。また、各燃料電池セル１０は、マニホールド２０の長手方向（ｚ軸方向）に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。各燃料電池セル１０は、集電部材（図示省略）を介して互いに電気的に接続されている。集電部材は、導電性を有する材料から形成されている。例えば、集電部材は、酸化物セラミックスの焼成体又は金属などによって形成されている。
【００３１】
図２に示すように、燃料電池セル１０は、複数の発電素子部１１と、支持基板１２とを備えている。各発電素子部１１は、支持基板１２の両面に配置されている。なお、各発電素子部１１は、支持基板１２の片面のみに配置されていてもよい。各発電素子部１１は、燃料電池セル１０の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、本実施形態に係る燃料電池セル１０は、いわゆる横縞型の燃料電池セルである。各発電素子部１１は、電気的接続部１７（図３参照）によって互いに電気的に接続されている。
【００３２】
支持基板１２は、燃料電池セル１０の長手方向に延びる複数のガス流路１２１を内部に有している。なお、支持基板１２の長手方向（ｘ軸方向）は、燃料電池セル１０の長手方向と同じ方向である。各ガス流路１２１は、互いに実質的に平行に延びている。各ガス流路１２１は、燃料電池セル１０の長手方向の両端部において開口している。各ガス流路１２１は、燃料電池セル１０の幅方向（ｙ軸方向）の両端部に形成されていないことが好ましい。この燃料電池セル１０の幅方向の両端部の下端面１２２は、後述する支持板４１上に載置されている。
【００３３】
図３に示すように、支持基板１２は、複数の第１凹部１２３を有している。各第１凹部１２３は、支持基板１２の両面に形成されている。各第１凹部１２３は支持基板１２の長手方向において互いに間隔をあけて配置されている。
【００３４】
支持基板１２は、絶縁性である。すなわち、支持基板１２は、電子伝導性を有していない。支持基板１２は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）から構成され得る。或いは、支持基板１２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１２は、多孔質である。支持基板１２の気孔率は、例えば、２０〜６０％程度である。
【００３５】
各発電素子部１１は、燃料極１３、電解質１４、及び空気極１５を有している。また、各発電素子部１１は、反応防止膜１６をさらに有している。燃料極１３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１３は、燃料極集電部１３１と燃料極活性部１３２とを有する。
【００３６】
燃料極集電部１３１は、第１凹部１２３内に配置されている。詳細には、燃料極集電部１３１は、第１凹部１２３内に充填されており、第１凹部１２３と同様の外形を有する。各燃料極集電部１３１は、第２凹部１３１ａ及び第３凹部１３１ｂを有している。燃料極活性部１３２は、第２凹部１３１ａ内に配置されている。詳細には、燃料極活性部１３２は、第２凹部１３１ａ内に充填されている。
【００３７】
燃料極集電部１３１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１３１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１３１の厚さ、並びに第１凹部１２３の深さは、５０〜５００μｍ程度である。
【００３８】
燃料極活性部１３２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１３２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１３２の厚さは、５〜３０μｍである。
【００３９】
電解質１４は、燃料極１３上を覆うように配置されている。詳細には、電解質１４は、あるインターコネクタ１７１から他のインターコネクタ１７１まで燃料電池セル１０の長手方向に延びている。すなわち、燃料電池セル１０の長手方向において、電解質１４とインターコネクタ１７１とが交互に配置されている。
【００４０】
電解質１４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１４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、電解質１４は、ＬＳＧＭ（ランタンガレート）から構成されてもよい。電解質１４の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。
【００４１】
反応防止膜１６は、緻密な材料から構成される焼成体であり、平面視（ｚ軸方向視）において、燃料極活性部１３２と略同一の形状であり、燃料極活性部１３２と略同じ位置に配置されている。反応防止膜１６は、電解質１４内のＹＳＺと空気極１５内のＳｒとが反応して電解質１４と空気極１５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１６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１６の厚さは、例えば、３〜５０μｍ程度である。
【００４２】
空気極１５は、反応防止膜１６上に配置されている。空気極１５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１５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、空気極１５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）、又は、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。空気極１５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１５の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【００４３】
電気的接続部１７は、隣り合う発電素子部１１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１７は、インターコネクタ１７１及び空気極集電膜１７２を有する。インターコネクタ１７１は、第３凹部１３１ｂ内に配置されている。詳細には、インターコネクタ１７１は、第３凹部１３１ｂ内に埋設（充填）されている。インターコネクタ１７１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１７１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、インターコネクタ１７１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１７１の厚さは、例えば、１０〜１００μｍである。
【００４４】
空気極集電膜１７２は、隣り合う発電素子部１１のインターコネクタ１７１と空気極１５との間を延びるように配置される。例えば、図３の左側に配置された発電素子部１１の空気極１５と、図３の右側に配置された発電素子部１１のインターコネクタ１７１とを電気的に接続するように、空気極集電膜１７２が配置されている。空気極集電膜１７２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。
【００４５】
空気極集電膜１７２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、空気極集電膜１７２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、空気極集電膜１７２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１７２の厚さは、例えば、５０〜５００μｍ程度である。
【００４６】
［マニホールド］
図４は、マニホールド本体３の上壁３４及び一方の第２側壁３３の記載を省略したセルスタック装置１００の斜視図である。図４及び図５に示すように、マニホールド２０は、各燃料電池セル１０にガスを供給するように構成されている。燃料ガスなどのガスが、導入配管２０１を介して、マニホールド２０の内部空間に供給される。マニホールド２０は、各燃料電池セル１０を支持している。マニホールド２０は、マニホールド本体３と、支持部材４とを有する。
【００４７】
マニホールド本体３は、実質的に直方体状であって、内部空間を有している。マニホールド本体３は、底壁３１、一対の第１側壁３２、一対の第２側壁３３、上壁３４、及び第１フランジ部３５を有している。なお、底壁３１、一対の第１側壁３２、一対の第２側壁３３、及び第１フランジ部３５は、１つの部材によって構成されている。
【００４８】
マニホールド本体３は、例えば、耐熱性を有するような金属によって形成される。より具体的には、マニホールド本体３は、ステンレス鋼、又は合金などから構成される。好ましくは、マニホールド本体３は、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、及びＮｉ基合金よりなる群から選ばれる少なくとも１種から形成されている。
【００４９】
底壁３１は、平面視（ｘ軸方向視）が矩形状である。底壁３１は、平面視において、長手方向（ｚ軸方向）と幅方向（ｙ軸方向）を有している。
【００５０】
一対の第１側壁３２は、底壁３１の対向する一対の縁部のそれぞれから上方に延びている。詳細には、各第１側壁３２は、底壁３１の縁部のうち、長手方向（ｚ軸方向）に延びる一対の縁部から上方に延びている。第１側壁３２は、マニホールド２０の長手方向（ｚ軸方向）に延びている。すなわち、複数の燃料電池セル１０の並ぶ方向に延びている。一対の第１側壁３２は、マニホールド２０の幅方向（ｙ軸方向）において、互いに対向している。
【００５１】
一対の第２側壁３３は、底壁３１の残りの対向する縁部から上方に延びている。詳細には、各第２側壁３３は、底壁３１の縁部のうち、幅方向（ｙ軸方向）に延びる一対の縁部から上方に延びている。また、各第２側壁３３は、マニホールド２０の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。すなわち、各第２側壁３３は、燃料電池セル１０の幅方向に延びている。各第２側壁３３は、マニホールド２０の長手方向（ｚ軸方向）において、互いに対向している。一対の第２側壁３３のうち、一方の第２側壁３３に導入配管２０１が接続されている。このため、一方の第２側壁３３は、貫通孔３３１を有している。
【００５２】
第１フランジ部３５は、各第１側壁３２及び各第２側壁３３の上端部から外方に延びている。第１フランジ部３５は、環状である。
【００５３】
第１側壁３２と、第２側壁３３との第１境界部３０ａの内側面及び外側面は、Ｒ形状である。この第１境界部３０ａの内側面及び外側面の曲率半径は、３〜３０ｍｍ程度とすることができる。なお、第１境界部３０ａの内側面とは、マニホールド本体３の内部空間を臨む面であり、第１境界部３０ａの外側面とは、マニホールド本体３の外側を臨む面である。
【００５４】
底壁３１と、第１側壁３２及び第２側壁３３との第２境界部３０ｂの内側面及び外側面は、Ｒ形状である。この第２境界部３０ｂの内側面の曲率半径は、２〜２０ｍｍ程度とすることができる。なお、第２境界部３０ｂの内側面とは、マニホールド本体３の内部空間を臨む面であり、第２境界部３０ｂの外側面とは、マニホールド本体３の外部を臨む面である。
【００５５】
第１側壁３２及び第２側壁３３と、第１フランジ部３５との第３境界部３０ｃの内側面及び外側面は、Ｒ形状である。この第３境界部３０ｃの内側面の曲率半径は、１〜１０ｍｍ程度とすることができる。なお、第３境界部３０ｃの内側面とは、マニホールド本体３の内部空間を臨む面であり、第３境界部３０ｃの外側面とは、マニホールド本体３の外部を臨む麺である。この第３境界部３０ｃは、第１側壁３２及び第２側壁３３とともに、変形可能部を構成している。すなわち、第３境界部３０ｃは、セルスタック装置１００の定格運転時において、マニホールド本体３と支持部材４との熱膨張の差によって生じる熱応力によって、上下方向に延びるように変形する。
【００５６】
上壁３４は、マニホールド本体３の上面を塞ぐように構成されている。上壁３４の外周縁部は、第１フランジ部３５上に配置されており、第１フランジ部３５に接合されている。上壁３４は、例えば、溶接などによって、第１フランジ部３５に接合されている。この上壁３４と第１フランジ部３５との接合箇所は、例えば、上壁３４及び第１フランジ部３５の側面であってもよいし、上壁３４の下面と第１フランジ部３５の上面の互いに接触する部分であってもよい。
【００５７】
図６に示すように、上壁３４は、複数の挿入孔３４１を有している。各挿入孔３４１には、各燃料電池セル１０の下端部が挿入される。各挿入孔３４１は、マニホールド２０の幅方向（ｙ軸方向）に延びている。また、各挿入孔３４１は、マニホールド２０の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。
【００５８】
図７に示すように、マニホールド本体３の内部空間の高さ方向（ｘ軸方向）において、第３境界部３０ｃと上壁３４との間に第１隙間部３６が形成されている。すなわち、上壁３４の下面と第１フランジ部３５の上面とは接触している一方、上壁３４の下面と第３境界部３０ｃの内側面とは接触していない。第１隙間部３６は、全周に亘って形成されている。
【００５９】
図４及び図５に示すように、支持部材４は、マニホールド本体３内に配置されている。支持部材４は、燃料電池セル１０を下方から支持するように構成されている。詳細には、支持部材４は、燃料電池セル１０の下端面と当接することによって、燃料電池セル１０を支持している。支持部材４を導電性の材料で構成する場合、支持部材４と燃料電池セル１０との間では、絶縁性が確保されている。本実施形態では、支持部材４は、燃料電池セル１０のうち電子伝導性を有さない部分と当接している。また、支持部材４が燃料電池セル１０の電子伝導性を有する部分と当接するような構成となる場合は、支持部材４と燃料電池セル１０との間に絶縁性を有する部材を介在させることができる。
【００６０】
支持部材４は、マニホールド本体３の材料として例示したいずれかの材料によって形成することができる。例えば、支持部材４は、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、及びＮｉ基合金よりなる群から選ばれる少なくとも１種から形成されている。支持部材４は、マニホールド本体３と同じ材料によって形成することができる。なお、同じ材料とは、材料が完全に同じでなくてもよく、例えば、主成分が同じであればよい。なお、主成分とは、各成分のうち、もっとも質量パーセントが多い成分を意味する。
【００６１】
支持部材４は、一対の支持板４１と、底板４２とを有している。一対の支持板４１は、燃料電池セル１０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。各支持板４１は、上方に延びている。また、各支持板４１は、燃料電池セル１０の並ぶ方向（ｚ軸方向）に延びている。すなわち、各支持板４１は、マニホールド２０の長手方向に延びている。詳細には、各支持板４１は、一方の第２側壁３３から他方の第２側壁３３まで延びている。各支持板４１は、第１側壁３２と間隔をあけて配置されている。
【００６２】
一対の支持板４１は、燃料電池セル１０の幅方向の両端部を下方から支持している。すなわち、一対の支持板４１は、燃料電池セル１０の幅方向の両端部の下端面１２２と当接している。なお、各支持板４１は、燃料電池セル１０の支持基板１２と当接している。各支持板４１は、燃料電池セル１０と電気的に接続されていない。
【００６３】
一対の支持板４１の間隔ｄ１は、燃料電池セル１０の幅方向の両端部に位置する各ガス流路１２１の端と端との距離ｄ２よりも大きい。すなわち、各ガス流路１２１は、一対の支持板４１の間の空間に開口している。この一対の支持板４１は、マニホールド本体３内において、ガス流路を画定している。詳細には、一対の支持板４１は、ガスの供給方向（ｚ軸方向）に延びており、ガス流路の両側面を画定している。
【００６４】
マニホールド本体３の第１側壁３２及び第２側壁３３の各板厚は、支持板４１の板厚よりも薄い。例えば、支持板４１の板厚は、１．０〜４．０ｍｍ程度とすることができる。また、第１側壁３２及び第２側壁３３の各板厚は、０．３〜２．０ｍｍ程度とすることができる。なお、第１側壁３２及び第２側壁３３の各板厚は、２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。このように、第１側壁３２及び第２側壁３３の各板厚を２．０ｍｍ以下とすることで、第１側壁３２及び第２側壁３３は、変形可能部を構成している。この第１側壁３２及び第２側壁３３は、セルスタック装置１００の定格運転時において、マニホールド本体３と支持部材４との熱膨張の差によって生じる熱応力によって、上下方向に延びるように変形する。なお、支持部材４の熱膨張係数は、４０℃から８００℃の間の線熱膨張係数として例えば、１０〜１８ｐｐｍ／Ｋ程度である。
【００６５】
底板４２は、各支持板４１の下端縁同士を接続している。底板４２は、マニホールド本体３の底壁３１と接合している。なお、底板４２は、一方の第２側壁３３から他方の第２側壁３３まで延びている。各支持板４１と底板４２とは１つの金属板によって構成されていることが好ましい。例えば、金属板を折り曲げることによって、一対の支持板４１と底板４２とが形成される。この底板４２は、ガス流路の底面を画定している。
【００６６】
以上のように構成されたマニホールド２０に、各燃料電池セル１０が支持されている。詳細には、各燃料電池セル１０の下端部が、上壁３４の各挿入孔３４１に挿入されている。各燃料電池セル１０の幅方向の両端部の下端面１２２は、支持部材４の一対の支持板４１の上端面に載っている。すなわち、各燃料電池セル１０は、一対の支持板４１と接触している。なお、複数ある燃料電池セル１０のうち、一部の燃料電池セル１０は、一対の支持板４１と接触していなくてもよい。
【００６７】
［接合材］
接合材１０１は、燃料電池セル１０の下端部とマニホールド本体３とを接合する。詳細には、接合材１０１は、燃料電池セル１０の下端部と、マニホールド本体３の上壁３４とを接合する。また、接合材１０１は、挿入孔３４１の外周縁に沿って形成されている。接合材１０１は、燃料電池セル１０が挿入された状態の挿入孔３４１内に充填されている。
【００６８】
接合材１０１は、例えば、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＣａＯ系、又はＳｉＯ２−ＭｇＯ系が採用され得る。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合（結晶化度）が６０％以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が４０％未満のガラスを指す。なお、接合材１０１の材料として、非晶質ガラス、ろう材、又はセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、接合材１０１は、ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ５−Ａｌ２Ｏ３系及びＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｎＯ系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。
【００６９】
図８に示すように、各支持板４１の高さｂに対する、変形可能部の道程ａの割合（ａ／ｂ）は、１．１５以上とすることが好ましく、１．３以上とすることがより好ましい。なお、変形可能部の道程ａとは、挿入孔３４１を通り燃料電池セル１０の主面と平行な切断面（ｘｙ平面）において、底壁３１の支持板４１と接する点から、底壁３１、第２境界部３０ｂ、第１側壁３２、第３境界部３０ｃ、及び第１フランジ部３５を通って、第１フランジ部３５と上壁３４との接合箇所までの長さａ１と、第１フランジ部３５と上壁３４との接合箇所から上壁３４を通り、上壁３４が接合材１０１と接する点までの長さａ２とを合わせた長さである。なお、変形可能部の道程ａは、各部材の板厚の中心に沿って測定することができる。
【００７０】
以上のように構成されたセルスタック装置１００は、次のようにして発電する。導入配管２０１を介してマニホールド２０内に供給された燃料ガス（水素ガス等）は、一対の支持板４１の間を通った後、各燃料電池セル１０の各ガス流路１２１内に供給される。
【００７１】
このように、各燃料電池セル１０の各ガス流路１２１内に燃料ガスを供給するとともに、支持基板１２の両面を酸素を含むガス（空気等）に曝すことにより、電解質１４の両側面間に生じる酸素分圧差によって起電力が発生する。このセルスタック装置１００を外部の負荷に接続すると、空気極１５において下記（１）式に示す電気化学反応が起こり、燃料極１３において下記（２）式に示す電気化学反応が起こり、電流が流れる。
（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−      …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−          …（２）
【００７２】
このセルスタック装置１００の作動温度は、一般的に７００〜１０００℃程度と高温であるため、温度分布によってマニホールド本体３よりも支持部材４の方が熱膨張することがある。この熱膨張の差によって支持部材４とマニホールド本体３との間に生じた熱応力によって、第１及び第２側壁３２、３３が変形する。このように、第１及び第２側壁３２，３３の変形によって接合材１０１に作用する熱応力が低減し、接合材１０１におけるクラック発生を抑制することができる。また、上記熱応力によって第３境界部３０ｃも変形可能であるため、この第３境界部３０ｃの変形によっても、接合材１０１に作用する熱応力を低減することができる。
【００７３】
［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。
【００７４】
変形例１
上記実施形態では、第１及び第２側壁３２，３３の板厚を支持板４１の板厚よりも薄くすることによって、変形可能部を構成しているが、変形可能部の構成はこれに限定されない。例えば、第１側壁３２、第２側壁３３及び第１フランジ部３５のいずれかに他よりも薄い部分を形成することで、その薄い部分を変形可能部とすることができる。例えば、第１及び第２側壁３２，３３よりも第１フランジ部３５を薄くするなどによって、その第１フランジ部３５を変形可能部とすることができる。他にも、第２境界部３０ｂを第１及び第２側壁３２，３３より薄くしたり、第３境界部３０ｃを第１及び第２側壁３２，３３より薄くしたりすることなどによって、この第２境界部３０ｂや第３境界部３０ｃを変形可能部とすることができる。
【００７５】
変形例２
上記実施形態では、支持部材４は、一対の支持板４１と、底板４２とを有していたが、支持部材４は底板４２を有していなくてもよい。
【００７６】
変形例３
上記実施形態では、マニホールド本体３の上壁３４は、複数の挿入孔３４１を有しているが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、マニホールド本体３の上壁３４は、１つの挿入孔３４１を有していてもよい。そして、複数の燃料電池セル１０の下端部が、１つの挿入孔３４１内に挿入されていてもよい。なお、各燃料電池セル１０が挿入された状態における挿入孔３４１の隙間は、接合材によって埋められる。
【００７７】
変形例４
上記実施形態では、第１側壁３２及び第２側壁３３は底壁３１から略垂直に上方に延びているが、マニホールド本体３の構成はこれに限定されない。例えば、第１側壁３２及び第２側壁３３は、上方に向かって外方に広がるように傾斜している。特に限定されるものではないが、例えば、第１側壁３２及び第２側壁３３と、底壁３１とがなす角度αは、９０．１〜１３５°程度とすることができる。このように第１側壁３２及び第２側壁３３が傾斜しているため、マニホールド２０の内部空間を底壁３１と平行な面（ｙｚ平面）で切断した断面積は、上方にいくにつれて大きくなる。また、マニホールド２０の内部空間を、底壁３１に垂直で幅方向（ｙ軸方向）に延びる面（ｘｙ平面）で切断した断面は、台形状となっている。また、マニホールド２０の内部空間を、底壁３１に垂直で奥行方向（ｚ軸方向）に延びる面（ｘｚ平面）で切断した断面は、台形状となっている。
【００７８】
変形例５
上記実施形態では、マニホールド本体３は、底壁３１、第１側壁３２、第２側壁３３、及び第１フランジ部３５が１つの部材で形成されており、上壁３４が第１フランジ部３５に接合さていたが、マニホールド本体３の構成はこれに限定されない。
【００７９】
例えば、図１０に示すように、マニホールド本体３は、上壁３４、第１側壁３２、第２側壁３３、及び第２フランジ部３７が１つの部材で形成されており、底壁３１が第２フランジ部３７に接合されていてもよい。なお、第２フランジ部３７を有していてもよい。第２フランジ部３７は、第１側壁３２及び第２側壁３３の下端部から外方に延びている。
【００８０】
上壁３４と、第１側壁３２及び第２側壁３３との第４境界部３０ｄの内側面は、Ｒ形状である。この第４境界部３０ｄの内側面の曲率半径は、２〜２０ｍｍ程度とすることができる。なお、第４境界部３０ｄの内側面とは、マニホールド本体３の内部空間を臨む面である。
【００８１】
第１側壁３２及び第２側壁３３と、第２フランジ部３７との第５境界部３０ｅの内側面は、Ｒ形状である。この第５境界部３０ｅの内側面の曲率半径は、１〜１０ｍｍ程度とすることができる。なお、第５境界部３０ｅの内側面とは、マニホールド本体３の内部空間を臨む面である。この第５境界部３０ｅは、変形可能部を構成している。
【００８２】
図１１に示すように、マニホールド本体３の内部空間の高さ方向（ｘ軸方向）において、第５境界部３０ｅと底壁３１との間に第２隙間部３０が形成されている。すなわち、底壁３１の上面と第２フランジ部３７の下面とは接触している一方、底壁３１の上面と第５境界部３０ｅの内側面とは接触していない。第２隙間部３０は、全周に亘って形成されている。
【００８３】
底壁３１は、マニホールド本体３の下面を塞ぐように、第２フランジ部３７に固定されている。マニホールド本体３の内部空間を密閉するため、底壁３１が全周に亘ってマニホールド本体３と接合されている。例えば、底壁３１とマニホールド本体３とは、溶接されていてもよいし、結晶化ガラスによって接合されていてもよい。底壁３１は、上述したマニホールド本体３の材料の少なくとも一種から形成することができる。
【００８４】
変形例６
図１２に示すように、マニホールド本体３の箱状部材３００は、角部が他の部分よりも薄くなるように構成されていてもよい。詳細には、箱状部材３００は、複数の平板部と、この平板部を連結する角部とを有している。平板部は、平坦な板状の部分である。なお、角部は、角を形成する部分、すなわち、角近傍である。複数の平板部は、底壁３１の大部分を占める矩形状の平板部と、側壁３２，３３の大部分を占める４つの矩形状の平板部と、フランジ部２５の大部分を占める環状の平板部とを有している。角部は、第１〜第３境界部３０ａ〜３０ｃである。このように、本実施の形態のマニホールド本体２１は、複数の平板部と、複数の角部とからなる。なお、箱状部材３００は、上方が開口しており、底壁３１、第１側壁３２、第２側壁３３、及び第１フランジ部３５を有している。そして、箱状部材３００の上面は、上壁３４（板状部材の一例）によって塞がれている。
【００８５】
なお、角部はＲ形状であるが、角部の形状は特に限定されない。角部は、複数の平面部が直交してなる直角であってもよく、複数の平面部の交差部分を平面状に湾曲している形状（Ｃ面取りされた形状）であってもよい。
【００８６】
角部の厚さＴ２は、平板部の厚さＴ１よりも小さい。このため、角部は、平面部よりも優先して変形する部位であり、変形可能部である。複数の平板部の厚さが異なる場合には、最小の厚さを厚さＴ１とする。箱状部材３００は複数の角部を有し、複数の角部の厚さが異なる場合には、最小の厚さをＴ２とする。本変形例では、すべての角部の厚さＴ２が平板部の厚さＴ１よりも小さいが、複数の角部のうち少なくとも１つの角部が平板部の厚さよりも小さければよい。なお、厚さＴ１、Ｔ２は、板厚である。
【００８７】
角部の厚さＴ２は、平板部の厚さＴ１の７０．０％以上９９．５％以下であることが好ましく、７５．０％以上９８．０％以下であることがより好ましい。７０．０％以上の場合、マニホールド本体３の強度を向上でき、７５．０％以上の場合、マニホールド本体３の強度をより向上できる。９９．５％以下の場合、変形しやすいので、接合材１０１の変形を抑制することで、接合材１０１におけるクラックを抑制でき、９８．０％以下の場合、接合材１０１におけるクラックを効果的に抑制できる。また、７０．０％以上の場合、加工時に箱状部材３００の角部が破断することを防止できる。
【００８８】
平板部の厚さＴ１は、例えば、０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。角部の厚さＴ２は、例えば、０．３５ｍｍ以上３．９ｍｍ以下である。
【００８９】
板状部材を構成する上壁３４の厚さは、特に限定されないが、箱状部材３００の角部の厚さＴ１よりも小さくすることができる。
【００９０】
変形例７
変形例６では、箱状部材３００は上方が開口していたが、箱状部材３００は下方が開口していてもよい。この場合、図１３に示すように、箱状部材３００において、複数の平板部は、上壁３４の大部分を占める矩形状の平板部と、側壁３２，３３の大部分を占める４つの矩形状の平板部と、第２フランジ部３７の大部分を占める環状の平板部とを有している。そして、角部は、第１境界部３０ａ、第４境界部３０ｄ、及び第５境界部３０ｅである。
【００９１】
変形例８
図１４に示すように、底壁３１に複数の突起部３８が取り付けられていてもよい。複数の突起部３８は、底壁３１の下面３１１に取り付けられている。このため、台座Ｂにマニホールド本体３を配置すると、複数の突起部３８が台座Ｂに接する。複数の突起部３８は、底壁３１の下面３１１に、偏析せずに、分散している。このため、マニホールド本体３は、安定して台座Ｂに配置される。
【００９２】
突起部３８を構成する材料は、底壁３１を構成する材料と異なる材料で構成されていれば特に限定されないが、金属を除く材料で構成されていることが好ましく、無機材料で構成されていることがより好ましい。無機材料としては、セラミックスであることが好ましい。ＳＯＦＣは高温で作動するが、金属材料は高温環境下で一定応力を連続的に与えられると高温クリープ変形が発生し、形状が変わってしまう恐れがある。マニホールド本体３の底壁３１に取り付けられて台座に接する突起部３８には、セルスタック装置１００全体の荷重がかかるため、高温クリープ変形が懸念される。一方、無機材料では金属材料と比較して高温クリープ現象に対する耐性が高いため、台座と接する突起部３８として無機材料を用いることが好ましい。
【００９３】
また、突起部３８は、底壁３１を構成する材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する材料で構成されていることが好ましい。このような材料として、例えば、鉱物、セラミックス、ガラス、または繊維が挙げられる。鉱物としては、例えば、マイカ（雲母）、バーミキュライト、石英などが挙げられる。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ、酸化鉄、酸化クロムなどが挙げられる。ガラスとしては、例えば、結晶化ガラスなどが挙げられる。結晶化ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＣａＯ系、またはＳｉＯ２−ＭｇＯ系が採用され得る。繊維としては、例えば、石英ウール、アルミナ、シリカアルミナなどが挙げられる。
【００９４】
突起部３８を構成する材料の熱伝導率は、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましく、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることがより好ましい。底壁３１から台座Ｂへの熱伝導を低減できるので、熱伝導率は低いほど好ましいが、容易に実現できる観点から、下限値は、例えば０．０１Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００９５】
上記熱伝導率は、レーザーフラッシュ法により７５０℃で測定される値である。
【００９６】
台座Ｂと対向する面の表面粗さＲｚは、０．０１ｚ以上であることが好ましく、０．０５ｚ以上であることがより好ましい。底壁３１と台座Ｂとの接触面積を低減できるので、表面粗さＲｚは高いほど好ましいが、セルスタック装置１の高さを考慮すると、上限値は、例えば１０ｚである。
【００９７】
上記「台座Ｂと対向する面」とは、本変形例では、底壁３１の下面３１１と突起部３８とで構成される面である。上記表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して測定される値である。
【００９８】
底壁３１の下面３１１の面積に対する、突起部３８と台座Ｂとが接触する面積の比は、１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
【００９９】
突起部３８は、下方に突出する凸形状である。突起部３８は、例えば、下方（下面３１１から台座Ｂに）に向けて幅が小さい。突起部３８は、部材として設けられる突起部と、粒子からなる突起部とを含む。突起部３８と台座Ｂとの接触は、点接触であってもよい。また、突起部３８が部材である場合には、例えば、平面視において矩形の片状であってもよく、繊維の切片であってもよい。
【０１００】
突起部３８を底壁３１の下面３１１に取り付ける工程では、例えば以下のように実施する。底壁３１を構成する材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する材料で構成されている突起部３８となる材料を準備する。突起部３８となる材料として、例えば、結晶化ガラスなどのガラスとなる材料などを準備する。この材料を、底壁３１の下面３１１に接するように配置して、焼き付ける。
【０１０１】
変形例９
変形例８のように、突起部３８を底壁３１に取り付ける態様において、マニホールド本体３は、コーティング膜３９をさらに備えていてもよい。図１５に示すように、コーティング膜３９は、底壁３１の下面３１１に形成されている。突起部３８は、コーティング膜３９を介して底壁３１に取り付けられている。突起部３８の少なくとも一部は、コーティング膜３９から下方に突出している。なお、突起部３８と同じ部材がコーティング膜３９に埋設されていてもよい。
【０１０２】
また、コーティング膜３９は、露出する表面全体に形成されている。つまり、コーティング膜３９が、外部に露出する。具体的には、コーティング膜３９は、底壁３１、側壁３２，３３、上壁３４、及び第１フランジ部３５の表面全体に形成されている。つまり、コーティング膜３９は、底壁３１、側壁３２，３３、上壁３４及び第１フランジ部３５の外側面及び内側面の全体に形成されている。外側面とは、マニホールド本体３の外部を臨む面であり、内側面とは、マニホールド本体３の内部空間を臨む面である。
【０１０３】
詳細には、コーティング膜３９は、底壁３１の上面３１２、下面３１１及び側面の全体に形成されている。また、コーティング膜３９は、側壁３２，３３の内側面及び外側面の全体に形成されている。また、上壁３４の上面、下面、側面、及び挿入孔３４１を構成する内壁面の全体に形成されている。また、コーティング膜３９は、第１フランジ部３５の上面、下面及び側面の全体に形成されている。なお、マニホールド本体３の各部材を被覆するコーティング膜は、同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
【０１０４】
コーティング膜３９は、例えばガラス、セラミックスなどで構成されており、ガラスで構成されていることがより好ましい。ガラスとしては、例えば結晶化ガラスを用いることができる。この結晶化ガラスは、接合材１０１と同様の材料であってもよい。セラミックスとしては、アルミナ、シリカ、ペロブスカイト系材料、スピネル系材料などを用いることができる。コーティング膜３９は、複数の層で構成されてもよい。
【０１０５】
コーティング膜３９の厚みは、例えば３〜２００μｍである。コーティング膜３９の気孔率は、例えば０〜３０％である。
【０１０６】
なお、本変形例における「台座Ｂと対向する面」は、下面３１１に形成されたコーティング膜３９と突起部３８とで形成される面である。
【０１０７】
また、突起部３８は、コーティング膜３９と同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
【０１０８】
本変形例では、例えば、コーティング膜３９を形成し、その後に突起部３８を形成する。
【０１０９】
具体的には、まず、マニホールド本体３の表面全体、つまり露出する面全体に、コーティング膜３９となるペーストを形成する。ペーストは、例えばガラス粉末を含み、クロムは含まない。ペーストは、例えば、塗布、ディッピング法などによって形成される。
【０１１０】
次に、底壁３１の下面に形成されたペーストに、突起部３８となる材料を付着して、この状態で焼成する。この工程では、焼成容器（セッター）に突起部となる材料を配置し、次いで、この材料上に底壁３１の下面３１１を配置し、この状態で焼成してもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
３    マニホールド本体
３１    底壁
３２    第１側壁
３３    第２側壁
３４    上壁
３５    第１フランジ部
３７    第２フランジ部
３４１    挿入孔
４    支持部材
１０    燃料電池セル
１０１    接合材 
【図１】
2018206760.tif 000003
【図２】
2018206760.tif 000004
【図３】
2018206760.tif 000005
【図４】
2018206760.tif 000006
【図５】
2018206760.tif 000007
【図６】
2018206760.tif 000008
【図７】
2018206760.tif 000009
【図８】
2018206760.tif 000010
【図９】
2018206760.tif 000011
【図１０】
2018206760.tif 000012
【図１１】
2018206760.tif 000013
【図１２】
2018206760.tif 000014
【図１３】
2018206760.tif 000015
【図１４】
2018206760.tif 000016
【図１５】
2018206760.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月11日(2018.9.11)
【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】
挿入孔が形成されたマニホールド本体、及び前記マニホールド本体内に配置される支持部材、を有するマニホールドと、
前記挿入孔に下端部が挿入され、前記支持部材上に載置される燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの下端部と前記マニホールド本体とを接合する接合材と、
を備え、
前記支持部材は、前記燃料電池セルを下方から支持するように構成され、
前記マニホールド本体は、定格運転時において前記マニホールド本体と前記支持部材との熱膨張の差によって生じる熱応力によって変形する変形可能部を有し、
前記マニホールド本体は、
上方または下方が開口する箱状部材と、
前記開口を塞ぐ板状部材と、
を有し、
前記箱状部材は、
複数の平板部と、
前記平板部を連結する角部と、
を有し、
前記角部の厚さは、前記平板部の厚さよりも小さい、
セルスタック装置。
【請求項２】
前記マニホールド本体は、前記支持部材よりも板厚が薄い側壁を有し、
前記側壁は、前記変形可能部を構成する、
請求項１に記載のセルスタック装置。
【請求項３】
前記マニホールド本体は、底壁と、前記底壁から上方に延びる側壁と、前記側壁の上端部から外方に延びる第１フランジ部と、前記第１フランジ部に接合される上壁と、を有し、
前記側壁と前記第１フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、前記変形可能部を構成する、
請求項１に記載のセルスタック装置。
【請求項４】
前記マニホールド本体は、上壁と、前記上壁から下方に延びる側壁と、前記側壁の下端部から外方に延びる第２フランジ部と、前記第２フランジ部に接合される底壁と、を有し、
前記側壁と前記第２フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、前記変形可能部を構成する、
請求項１に記載のセルスタック装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記燃料電池セルの下面を支持する、
請求項１から４のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項６】
前記支持部材及び前記マニホールド本体は、互いに同じ材料によって構成される、
請求項１から５のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項７】
前記支持部材及び前記マニホールド本体は、ステンレス鋼製である、
請求項１から６のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項８】
前記マニホールド本体は、台座に配置され、
前記マニホールド本体は、当該マニホールド本体の底壁に取り付けられ且つ前記台座に接する複数の突起部を有し、
前記突起部は、前記底壁を構成する材料と異なる材料で構成されている、
請求項１から７のいずれかに記載のセルスタック装置。
【請求項９】
挿入孔が形成されたマニホールド本体、及び前記マニホールド本体内に配置される支持部材、を有するマニホールドと、
前記挿入孔に下端部が挿入され、前記支持部材上に載置される燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの下端部と前記マニホールド本体とを接合する接合材と、
を備え、
前記支持部材は、前記燃料電池セルを下方から支持するように構成され、
前記マニホールド本体は、定格運転時において前記マニホールド本体と前記支持部材との熱膨張の差によって生じる熱応力によって変形する変形可能部を有し、
前記マニホールド本体は、上壁と、前記上壁から下方に延びる側壁と、前記側壁の下端部から外方に延びる第２フランジ部と、前記第２フランジ部に接合される底壁と、を有し、
前記側壁と前記第２フランジ部との境界部は、Ｒ形状となっており、前記変形可能部を構成する、
セルスタック装置。
【請求項１０】
挿入孔が形成されたマニホールド本体、及び前記マニホールド本体内に配置される支持部材、を有するマニホールドと、
前記挿入孔に下端部が挿入され、前記支持部材上に載置される燃料電池セルと、
前記燃料電池セルの下端部と前記マニホールド本体とを接合する接合材と、
を備え、
前記支持部材は、前記燃料電池セルを下方から支持するように構成され、
前記マニホールド本体は、定格運転時において前記マニホールド本体と前記支持部材との熱膨張の差によって生じる熱応力によって変形する変形可能部を有し、
前記マニホールド本体は、台座に配置され、
前記マニホールド本体は、当該マニホールド本体の底壁に取り付けられ且つ前記台座に接する複数の突起部を有し、
前記突起部は、前記底壁を構成する材料と異なる材料で構成されている、
セルスタック装置。