(57)【要約】【課題】セル端部キャップ内において固体酸化物形燃料電池筒状セルの端部を案内可能な固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システムを提供する。【解決手段】本発明に係る固体酸化物形燃料電池スタックは、導入側キャップ７１および導出側キャップ７２のうちの少なくとも一方であるセル端部キャップ７０を備える。セル端部キャップ７０は、有底筒状に形成されており、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線方向の先端部３３ａ３が当接する底部７１ａ，７２ａと、底部７１ａ，７２ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の端部の内壁面、または、底部７１ａ，７２ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の端部の外壁面に沿って設けられ、セル端部キャップ７０内において固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の端部を案内するセル案内部７１ｃ，７２ｃとを備える。【選択図】図４Ａ
2018078048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成され燃料および酸化剤ガスのうちの一方である第一ガスが一端側から他端側に向けて流通する内側電極層と、前記内側電極層の外側に積層され前記燃料および前記酸化剤ガスのうちの他方である第二ガスの雰囲気中に設けられる外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に形成される電解質層とを備える複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルが電気的に接続されている固体酸化物形燃料電池スタックであって、
前記複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルの各々は、前記一端側の端部を覆うように設けられ、前記内側電極層の内側に形成される第一ガス流路に前記第一ガスを導入する導入側キャップ、および、前記他端側の端部を覆うように設けられ、前記第一ガス流路から排出され発電に使用されなかった前記第一ガスである第一オフガスを導出する導出側キャップのうちの少なくとも一方であるセル端部キャップを備え、
前記セル端部キャップは、有底筒状に形成されており、
前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの軸線方向の先端部が当接する底部と、
前記底部から前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部の内壁面、または、前記底部から前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部の外壁面に沿って設けられ、前記セル端部キャップ内において前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部を案内するセル案内部と、
を備える固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項２】
前記複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルの各々は、前記セル端部キャップが装着される前記端部において前記内側電極層が露出しており、
前記セル案内部は、前記内側電極層の内壁面に沿って前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部を案内し、
前記セル端部キャップは、前記内側電極層の露出部を外側から覆う筒部を備え、前記内側電極層の前記内壁面と前記セル案内部との間の空隙である第一内側空隙と比べて、前記内側電極層の外壁面と前記筒部の内壁面との間の空隙である第一外側空隙が大きく設定されており、前記第一内側空隙および前記第一外側空隙には導電性接着剤が充填されている請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項３】
前記セル案内部の前記軸線方向の高さは、前記筒部の軸線方向の高さと同じに、または、前記筒部の軸線方向の高さと比べて低く設定されている請求項２に記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項４】
前記複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルの各々は、前記セル端部キャップが装着される前記端部において前記内側電極層が露出しており、
前記セル案内部は、前記内側電極層の外壁面に沿って前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部を案内し、前記内側電極層の露出部を外側から覆う筒部の内壁面を構成しており、
前記セル端部キャップは、前記底部から前記第一ガス流路側に凹むように、前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの軸線と同軸に形成されている凹部を備え、前記内側電極層の前記外壁面と前記セル案内部との間の空隙である第二外側空隙と比べて、前記内側電極層の前記内壁面と、前記凹部を形成する壁面のうちの前記内側電極層の前記内壁面と対向する壁面との間の空隙である第二内側空隙が大きく設定されており、前記第二内側空隙および前記第二外側空隙には導電性接着剤が充填されている請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項５】
前記セル端部キャップは、前記筒部の軸線方向の端部であって前記底部と反対側の端部が外側に開口している鍔部を備える請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項６】
前記セル端部キャップは、前記導入側キャップを少なくとも含み、
前記セル端部キャップである前記導入側キャップは、絶縁部材を介してベース部材に固定されて、前記複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルが前記ベース部材に立設されており、
前記絶縁部材は、前記導入側キャップと当接する当接面が前記導入側キャップの外形形状に合わせて形成されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の固体酸化物形燃料電池スタックと、
前記固体酸化物形燃料電池スタックの燃焼ガスにより加熱され、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに供給された改質用原料を予熱する蒸発部と、
前記蒸発部から供給された前記水蒸気と前記改質用原料の混合ガスとから前記燃料である改質ガスを生成する改質部と、
を備える固体酸化物形燃料電池モジュール。
【請求項８】
発電ユニットと、
貯湯水を貯湯する貯湯槽と、
を備えている固体酸化物形燃料電池システムであって、
前記発電ユニットは、
請求項７に記載の固体酸化物形燃料電池モジュールと、
前記固体酸化物形燃料電池モジュールから排気される燃焼排ガスと前記貯湯槽から供給される前記貯湯水との間で熱交換を行い、前記燃焼排ガス中に含まれる水蒸気を凝縮して凝縮水を排出する熱交換器と、
前記熱交換器から排出される前記凝縮水を貯水する水タンクと、
補機を駆動して前記固体酸化物形燃料電池システムの運転を制御する制御装置と、
少なくとも前記固体酸化物形燃料電池モジュールから出力される直流電力を交流電力に変換して交流の系統電源に接続されている電源ラインに出力する電力変換装置と、
を備える固体酸化物形燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルが電気的に接続されている固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池スタックを備える固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記発明の一例として、特許文献１および特許文献２に記載の発明が挙げられる。特許文献１に記載の燃料電池装置は、内側電極端子および導電性のシール材によって、燃料電池セルの端部を覆う導電性のキャップ部が構成されている。内側電極端子は、導電性のシール材を介して内側電極層の外周面と接続され、内側電極層の下端面と直接接触することで、内側電極層と電気的に接続されている。なお、特許文献１に記載の燃料電池装置は、燃料電池セルユニットの上端側にも同一構造の内側電極端子が設けられている。
【０００３】
一方、特許文献２に記載の接着材組成物は、固体酸化物形燃料電池のセルとキャップとの間のシール部に塗布される。塗布された接着材組成物は、放置して乾燥され、溶媒が蒸発する。そして、セルとキャップとの間のシール部に塗布された接着材組成物は、所定の加熱温度で焼成される。ガラス粉末は、加熱温度よりも低い軟化点を有することにより、焼成の際に軟化する。これらにより、特許文献２に記載の発明は、シール材の緻密性を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８２２０１号公報
【特許文献２】特許第５８５４５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、キャップ内におけるセルの配置について考慮されていない。そのため、セルがキャップ内の所定位置に配置されないことによって、セル同士の接触、キャップ同士の接触が生じる可能性がある。また、キャップ内において導電性接着剤の充填が不均一になり、導電性接着剤が不足する部位が生じる可能性がある。その結果、当該部位において、セルとキャップとの間の電気的な導通が不十分になり、電気抵抗が増大する可能性がある。さらに、セルがキャップ内の所定位置に配置されないことによって、セル間の距離が不均一になり、セル間を電気的に接続する接続部材の組み付けが困難になる可能性がある。また、セルをキャップ内の所定位置に配置するためには、治具が別途必要になり、作業工程の複雑化、作業工数の増加を招く可能性がある。上述したことは、特許文献２に記載の発明についても同様に言える。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、セル端部キャップ内において固体酸化物形燃料電池筒状セルの端部を案内可能な固体酸化物形燃料電池スタック、固体酸化物形燃料電池モジュールおよび固体酸化物形燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る固体酸化物形燃料電池スタックは、筒状に形成され燃料および酸化剤ガスのうちの一方である第一ガスが一端側から他端側に向けて流通する内側電極層と、前記内側電極層の外側に積層され前記燃料および前記酸化剤ガスのうちの他方である第二ガスの雰囲気中に設けられる外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に形成される電解質層とを備える複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルが電気的に接続されている固体酸化物形燃料電池スタックであって、前記複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルの各々は、前記一端側の端部を覆うように設けられ、前記内側電極層の内側に形成される第一ガス流路に前記第一ガスを導入する導入側キャップ、および、前記他端側の端部を覆うように設けられ、前記第一ガス流路から排出され発電に使用されなかった前記第一ガスである第一オフガスを導出する導出側キャップのうちの少なくとも一方であるセル端部キャップを備え、前記セル端部キャップは、有底筒状に形成されており、前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの軸線方向の先端部が当接する底部と、前記底部から前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部の内壁面、または、前記底部から前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部の外壁面に沿って設けられ、前記セル端部キャップ内において前記固体酸化物形燃料電池筒状セルの前記端部を案内するセル案内部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る固体酸化物形燃料電池スタックによれば、セル端部キャップは、セル案内部を備える。そのため、本発明に係る固体酸化物形燃料電池スタックは、セル端部キャップ内において固体酸化物形燃料電池筒状セルの軸線方向の端部を案内することができ、セル端部キャップ内の所定位置に固体酸化物形燃料電池筒状セルを配置することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】固体酸化物形燃料電池システム１の一例を示す構成図である。
【図２】固体酸化物形燃料電池モジュール１１を固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に切断して、固体酸化物形燃料電池モジュール１１の構成例を示す切断部端面図である。
【図３】固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の一例を示す図である。
【図４Ａ】固体酸化物形燃料電池筒状セル３３、導入側キャップ７１、絶縁部材３２およびベース部材３１を、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図４Ｂ】固体酸化物形燃料電池筒状セル３３および導出側キャップ７２を軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図５Ａ】接続部材３４の一例を示す模式図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す接続部材３４を軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）から視た上面図である。
【図６】固体酸化物形燃料電池筒状セル３３および第二接続部３４ｂを軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に垂直な平面で切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図７Ａ】第二実施形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３、導入側キャップ７１、絶縁部材３２およびベース部材３１を、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図７Ｂ】第二実施形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３および導出側キャップ７２を軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図８Ａ】第三実施形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３、導入側キャップ７１、絶縁部材３２およびベース部材３１を、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図８Ｂ】第三実施形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３および導出側キャップ７２を軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図９Ａ】第四実施形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３、導入側キャップ７１、絶縁部材３２およびベース部材３１を、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図９Ｂ】第四実施形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３および導出側キャップ７２を軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図１０】変形形態に係り、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３、導入側キャップ７１、絶縁部材３２およびベース部材３１を、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に軸線ＡＺ１に沿って切断して、これらの組み付け状態の一例を示す切断部端面図である。
【図１１】変形形態に係り、複数（３つ）のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０が電気的に並列接続されている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一実施形態＞
（固体酸化物形燃料電池システム１）
図１に示すように、固体酸化物形燃料電池システム１は、発電ユニット１０および貯湯槽２１を備えている。また、発電ユニット１０は、固体酸化物形燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、電力変換装置１３、水タンク１４および制御装置１５を備えている。
【００１１】
固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、後述するように固体酸化物形燃料電池スタック３０を少なくとも含んで構成される。固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、改質用原料、改質水およびカソードガス（空気）が供給される。具体的には、固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、改質用原料供給管１１ａの一端側が接続されている。改質用原料供給管１１ａの他端側は、供給源Ｇｓに接続されている。固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、改質用原料供給管１１ａを介して、供給源Ｇｓから改質用原料が供給される。なお、改質用原料供給管１１ａには、改質用原料を送出する原料ポンプ１１ａ１が設けられている。
【００１２】
また、固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、水供給管１１ｂの一端側が接続されている。水供給管１１ｂの他端側は、水タンク１４に接続されている。固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、水供給管１１ｂを介して、水タンク１４から改質水が供給される。なお、水供給管１１ｂには、改質水を送出する改質水ポンプ１１ｂ１が設けられている。さらに、固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、カソードエア供給管１１ｃの一端側が接続されている。カソードエア供給管１１ｃの他端側は、カソードエアブロワ１１ｃ１に接続されている。固体酸化物形燃料電池モジュール１１には、カソードエア供給管１１ｃを介して、カソードエアブロワ１１ｃ１が吸入したカソードガス（空気）が供給される。
【００１３】
熱交換器１２には、固体酸化物形燃料電池モジュール１１から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに、貯湯槽２１から貯湯水が供給される。熱交換器１２では、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する。具体的には、貯湯槽２１は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する貯湯水循環ライン２２が接続されている。貯湯水は、図１おいて、矢印の方向に循環する。貯湯水循環ライン２２上には、下端から上端に向かって順に貯湯水循環ポンプ２２ａおよび熱交換器１２が配設されている。熱交換器１２には、固体酸化物形燃料電池モジュール１１から延設される排気管１１ｄが接続（貫設）されている。また、熱交換器１２には、水タンク１４に接続されている凝縮水供給管１２ａが接続されている。
【００１４】
熱交換器１２において、固体酸化物形燃料電池モジュール１１から排出された燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ冷却されるとともに燃焼排ガス中に含まれる水蒸気が凝縮される。冷却後の燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って、発電ユニット１０の外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管１２ａを通って水タンク１４に供給される。なお、水タンク１４は、凝縮水を貯水し、例えば、イオン交換樹脂などによって、凝縮水を純水化することができる。
【００１５】
上述した熱交換器１２、貯湯槽２１および貯湯水循環ライン２２によって、排熱回収システム２０が構成されている。排熱回収システム２０は、固体酸化物形燃料電池モジュール１１の排熱を貯湯水に回収して蓄える。
【００１６】
電力変換装置１３は、固体酸化物形燃料電池スタック３０から出力される直流電力を入力し所定の交流電力に変換して、交流の系統電源１６ａおよび外部電力負荷１６ｃ（例えば、電化製品など）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。また、電力変換装置１３は、系統電源１６ａから供給される交流電力を電源ライン１６ｂを介して入力し、または固体酸化物形燃料電池スタック３０の直流電力を入力し、所定の直流電圧に変換して、補機（各種ポンプ、ブロワなど）、制御装置１５に出力する。なお、制御装置１５は、補機を駆動して固体酸化物形燃料電池システム１の運転を制御する。
【００１７】
（固体酸化物形燃料電池モジュール１１）
図２に示すように、固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、固体酸化物形燃料電池スタック３０と、蒸発部４０と、改質部５０とを備えている。また、固体酸化物形燃料電池スタック３０と蒸発部４０との間、および、固体酸化物形燃料電池スタック３０と改質部５０との間には、燃焼部６０が形成されている。
【００１８】
（固体酸化物形燃料電池スタック３０）
固体酸化物形燃料電池スタック３０は、ベース部材３１と、複数の絶縁部材３２と、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３と、複数の接続部材３４と、カバー３５と、アノードガスマニホールド３６と、カソードガスマニホールド３７とを備えている。また、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々には、導入側キャップ７１および導出側キャップ７２が装着されており、キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０が構成されている。本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０が複数の接続部材３４によって電気的に直列接続されている。
【００１９】
ベース部材３１は、金属材で方形状の板状に形成されている。金属材として、例えば、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、クロム−鉄−イットリア合金などを用いることができる。特に、金属材として、フェライト系ステンレス鋼を用いると好適である。ベース部材３１の上面には、複数の絶縁部材３２が所定間隔離間して設けられている。絶縁部材３２の総数は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）の総数に対応している。
【００２０】
複数の絶縁部材３２の各々は、ベース部材３１と、装着される固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）との間を電気的に絶縁する。複数の絶縁部材３２は、絶縁性かつ断熱性を有する材料で形成することができる。絶縁性かつ断熱性を有する材料として、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化マグネシウム（マグネシア）、酸化シリコン（シリカ）、二酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化チタン（チタニア）、フォルステライトなどのセラミックスを用いることができ、これらの混合材料を原料としたセラミックスを用いることもできる。
【００２１】
図３に示すように、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、内側電極層３３ａと、電解質層３３ｂと、外側電極層３３ｃとを備えており、これらは、層状に積層されて形成されている。内側電極層３３ａは、筒状に形成されており、第一ガスが一端側（矢印Ｚ１方向側）から他端側（矢印Ｚ２方向側）に向けて流通する。第一ガスは、燃料および酸化剤ガスのうちの一方であり、本実施形態では、第一ガスは、燃料である。燃料は、後述する天然ガスなどの炭化水素系原料を改質した改質ガスであり、アノードガスともいう。
【００２２】
内側電極層３３ａは、例えば、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＹ、Ｓｃ、Ｃｅなどの希土類元素から選ばれる少なくとも１種をドープした安定化ジルコニアとの混合体、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＧｄ、Ｙ、Ｓｍなどの希土類元素から少なくとも１種をドープしたセリアとの混合体、ＮｉやＦｅなどの触媒金属とＳｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種をドープしたランタンガレートとの混合体の少なくとも１種から形成される。
【００２３】
外側電極層３３ｃは、内側電極層３３ａの外側に積層されており、第二ガスの雰囲気中に設けられる。第二ガスは、燃料および酸化剤ガスのうちの他方であり、本実施形態では、第二ガスは、酸化剤ガスである。酸化剤ガスは、空気であり、カソードガスともいう。また、後述するように、本実施形態では、酸化剤ガスは、一端側（矢印Ｚ１方向側）から他端側（矢印Ｚ２方向側）に向けて流通する。
【００２４】
外側電極層３３ｃは、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれた少なくとも１種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも１種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも１種をドープしたランタンコバルタイト、Ｓｒ、Ｆｅから選ばれた少なくとも１種をドープしたバリウムコバルタイト、銀、銀−パラジウム合金、白金などの少なくとも１種から形成される。
【００２５】
電解質層３３ｂは、内側電極層３３ａと外側電極層３３ｃとの間に形成されている。つまり、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、内側から内側電極層３３ａ、電解質層３３ｂおよび外側電極層３３ｃの順に形成されている。電解質層３３ｂは、例えば、Ｙ、Ｓｃ、Ｃｅなどの希土類元素から選ばれる少なくとも１種をドープした安定化ジルコニア、Ｇｄ、Ｙ、Ｓｍなどの希土類元素から少なくとも１種をドープしたセリア、ＮｉとＳｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種をドープしたランタンガレートの少なくとも１種から形成される。
【００２６】
なお、電解質層３３ｂと外側電極層３３ｃとの間には、反応防止層を設けることができる。反応防止層は、例えば、ＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）、ＹＤＣ（イットリアドープセリア）、ＳＤＣ（サマリウムドープセリア）などの希土類をドープしたセリア混合体を用いて形成することができる。また、本実施形態では、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、円筒状に形成されている。複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、筒状であれば良く、例えば、断面方形に形成することもできる。
【００２７】
さらに、図３に示すように、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部において、内側電極層３３ａが露出しており、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部において、内側電極層３３ａが露出している。内側電極層３３ａの露出部は、電解質層３３ｂおよび外側電極層３３ｃが形成されておらず、内側電極層３３ａのみが形成されている。また、内側電極層３３ａの露出部と、外側電極層３３ｃが形成されている部位との間では、電解質層３３ｂが露出している。
【００２８】
複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の形成方法は、限定されないが、例えば、公知の押し出し、プレス、鋳込み等の方法で内側電極層３３ａを形成し、逐次、電解質層３３ｂおよび外側電極層３３ｃを印刷、ディッピング、スラリーコート等の方法で製膜することによって形成することができる。これらの方法により、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、径方向の内側から内側電極層３３ａ、電解質層３３ｂおよび外側電極層３３ｃの順に、既述の電極材料が層状に積層される。また、製膜の段階で部位に応じてマスキングを行うことで、上述した内側電極層３３ａの露出部や電解質層３３ｂの露出部が形成される。なお、局所的に製膜を行うことで、任意の部位の外径を変更した固体酸化物形燃料電池筒状セル３３を作製することも可能である。
【００２９】
また、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、内側電極層３３ａの内側には、第一ガス流路３３ｄが形成されている。第一ガス流路３３ｄは、第一ガス（本実施形態では、燃料）が流通する。なお、第一ガス流路３３ｄから排出され、発電に使用されなかった第一ガス（本実施形態では、燃料）を第一オフガスという。また、発電に使用されなかった第二ガス（本実施形態では、酸化剤ガス）を第二オフガスという。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態では、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、導入側キャップ７１および導出側キャップ７２の両方を備えている。導入側キャップ７１は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部を覆うように設けられる。導出側キャップ７２は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部を覆うように設けられる。なお、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、導入側キャップ７１および導出側キャップ７２のうちの少なくとも一方を備えていれば良い。本明細書では、導入側キャップ７１および導出側キャップ７２のうちの少なくとも一方をセル端部キャップ７０という。
【００３１】
図４Ａに示すように、導入側キャップ７１は、有底筒状に形成されている。導入側キャップ７１は、導電性材料で形成することができる。導入側キャップ７１は、例えば、フェライト系ステンレス、ランタンクロマイトなどの金属材で形成することができる。導入側キャップ７１は、少なくとも底部７１ａと、セル案内部７１ｃとを備えており、第一ガス流路３３ｄに第一ガス（本実施形態では、燃料）を導入する。本実施形態では、導入側キャップ７１は、底部７１ａと、筒部７１ｂと、セル案内部７１ｃと、凹部７１ｄと、導電性接着剤７１ｅと、ガスシール材７１ｆとを備えている。
【００３２】
底部７１ａは、絶縁部材３２と固体酸化物形燃料電池筒状セル３３との間に配設される。具体的には、底部７１ａの外壁面７１ａ１は、絶縁部材３２と当接している。また、底部７１ａの内壁面７１ａ２は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の先端部３３ａ３と当接している。
【００３３】
筒部７１ｂは、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸の筒状に形成されており、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部は、底部７１ａと接続されている。本実施形態では、筒部７１ｂは、円筒状に形成されている。また、筒部７１ｂの内径寸法は、内側電極層３３ａの外径寸法より若干大きく形成されており、内側電極層３３ａの露出部を筒部７１ｂ内に挿入可能になっている。このように、筒部７１ｂは、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部を外側から覆う部位をいう。
【００３４】
セル案内部７１ｃは、底部７１ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）の内壁面に沿って設けられる。セル案内部７１ｃは、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１内において、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内する。
【００３５】
本実施形態では、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部において、内側電極層３３ａが露出している。そのため、セル案内部７１ｃは、底部７１ａから内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２に沿って設けられており、セル案内部７１ｃは、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２に沿って、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内する。
【００３６】
また、セル案内部７１ｃの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１１は、筒部７１ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と同じに、または、筒部７１ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と比べて低く設定されていると好適である。これにより、セル案内部７１ｃが必要以上に第一ガス流路３３ｄ内に進入して内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２を覆ってしまうことを抑制することができ、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３への第一ガスの供給を確保することができる。よって、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、セル案内部７１ｃの案内誤差（固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の導入側キャップ７１内における配置誤差）の抑制と、発電効率の確保との両立を図ることができる。
【００３７】
凹部７１ｄは、底部７１ａから第一ガス流路３３ｄ側に凹むように、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に形成されている。凹部７１ｄを形成する壁面のうち、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と対向する壁面は、上述したセル案内部７１ｃを構成している。また、凹部７１ｄには、第一ガス流通孔７１ｄ１が設けられている。第一ガス流通孔７１ｄ１は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に形成されており、第一ガス（本実施形態では、燃料）が第一ガス流路３３ｄに流入可能になっている。
【００３８】
導電性接着剤７１ｅは、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部（本実施形態では、内側電極層３３ａの露出部）と、導入側キャップ７１との間の導電性を確保する。導電性接着剤７１ｅは、これらの間の導電性を確保することができれば良く限定されない。導電性接着剤７１ｅは、例えば、白金、銀、銅または銀−パラジウム合金などの導電性ペーストや導電性セラミックスを用いることができる。導電性セラミックスは、例えば、ＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物などを用いることができ、比較的電気伝導性が高いランタンコバルタイト系酸化物や酸化還元雰囲気で安定なランタンクロマイト系酸化物を用いると良い。
【００３９】
導電性接着剤７１ｅは、第一導電性接着剤７１ｅ１と、第二導電性接着剤７１ｅ２と、第三導電性接着剤７１ｅ３とを備えている。第一導電性接着剤７１ｅ１は、第一外側空隙に充填される。第一外側空隙は、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２との間の空隙をいう。第二導電性接着剤７１ｅ２は、第一内側空隙に充填される。第一内側空隙は、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と、セル案内部７１ｃとの間の空隙をいう。図４Ａに示すように、第一内側空隙と比べて、第一外側空隙が大きく設定されていると好適である。第三導電性接着剤７１ｅ３は、第一底部側空隙に充填される。第一底部側空隙は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の先端部３３ａ３と、底部７１ａの内壁面７１ａ２との間の空隙をいう。第一内側空隙および第一底部側空隙は、第一外側空隙と比べて、極めて小さく設定されている。
【００４０】
第一導電性接着剤７１ｅ１が第一外側空隙に充填されることにより、第一外側空隙が消失して、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、導入側キャップ７１（筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２および底部７１ａの内壁面７１ａ２）との間の導電性が確保される。第二導電性接着剤７１ｅ２が第一内側空隙に充填されることにより、第一内側空隙が消失して、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と、導入側キャップ７１（セル案内部７１ｃおよび底部７１ａの内壁面７１ａ２）との間の導電性が確保される。第三導電性接着剤７１ｅ３が第一底部側空隙に充填されることにより、第一底部側空隙が消失して、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の先端部３３ａ３と、導入側キャップ７１（底部７１ａの内壁面７１ａ２）との間の導電性が確保される。
【００４１】
ガスシール材７１ｆは、第一ガス（本実施形態では、燃料）が導入側キャップ７１の内部から外部に流出して、第二ガス（本実施形態では、酸化剤ガス）の雰囲気中に漏れ出すことを規制する。これにより、第一ガスの流出に伴う第一ガスと第二ガスとの燃焼を規制することができ、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の破損を抑制することができる。なお、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の直径は、数ミリから十数ミリ程度である。さらに、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２との間は、極めて狭い。そのため、第一導電性接着剤７１ｅ１およびガスシール材７１ｆの充填作業は、容易でない。
【００４２】
そこで、図４Ａに示すように、筒部７１ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部であって底部７１ａと反対側の端部に、鍔部７１ｂ３が形成されていると好適である。鍔部７１ｂ３は、筒部７１ｂより外側に開口している部位をいう。本実施形態では、鍔部７１ｂ３が形成されており、鍔部７１ｂ３が設けられていない場合と比べて、第一導電性接着剤７１ｅ１およびガスシール材７１ｆの充填が容易である。また、鍔部７１ｂ３により、第一導電性接着剤７１ｅ１の充填量の調整も容易である。なお、第二導電性接着剤７１ｅ２および第三導電性接着剤７１ｅ３は、セル案内部７１ｃによって、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）が案内される前に、予め塗布しておくと良い。
【００４３】
ガスシール材７１ｆは、第一ガスの流出を抑制することができれば良く、限定されない。ガスシール材７１ｆは、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化シリコン（シリカ）、酸化ホウ素などを主成分とする非晶質性のガラスシール材を用いることができる。非晶質性のガラスシール材は、最初の昇温時に軟化し、軟化した後にさらに昇温すると、固体酸化物形燃料電池スタック３０の作動温度までに固相になる。非晶質性のガラスシール材は、固相後の昇温に対して、結晶性のガラスシール材と比べて、再び軟化し易い性質を備えている。そのため、非晶質性のガラスシール材は、結晶性のガラスシール材と比べて、柔軟なシール部材であり、緻密なガスシールが可能である。
【００４４】
図４Ｂに示すように、導出側キャップ７２は、有底筒状に形成されている。本実施形態では、導出側キャップ７２は、導入側キャップ７１と同形状に形成されている。導出側キャップ７２は、導入側キャップ７１と同様の金属材で形成することができる。導出側キャップ７２は、少なくとも底部７２ａと、セル案内部７２ｃとを備えており、第一オフガスを回収して、図２に示す燃焼部６０に導出する。後述するように、燃焼部６０では、第一オフガスと第二オフガスとが燃焼する。本実施形態では、導出側キャップ７２は、底部７２ａと、筒部７２ｂと、セル案内部７２ｃと、凹部７２ｄと、導電性接着剤７２ｅと、ガスシール材７２ｆとを備えている。
【００４５】
底部７２ａは、導入側キャップ７１の底部７１ａに対応する。筒部７２ｂは、導入側キャップ７１の筒部７１ｂに対応する。セル案内部７２ｃは、導入側キャップ７１のセル案内部７１ｃに対応する。凹部７２ｄは、導入側キャップ７１の凹部７１ｄに対応する。導電性接着剤７２ｅは、導入側キャップ７１の導電性接着剤７１ｅに対応する。ガスシール材７２ｆは、導入側キャップ７１のガスシール材７１ｆに対応する。また、導出側キャップ７２は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部を覆うように設けられる。そのため、導出側キャップ７２は、導入側キャップ７１の説明において、「一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部」を「他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部」に読み替える。上述したことは、他の実施形態についても同様に言える。以下、導入側キャップ７１と異なる点を中心に説明し、導入側キャップ７１の説明と重複する説明を省略する。
【００４６】
導出側キャップ７２は、図２に示す燃焼部６０と、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３との間に配設される。そのため、図４Ｂに示すように、導出側キャップ７２には、絶縁部材３２が設けられていない。底部７２ａの外壁面７２ａ１は、導入側キャップ７１の底部７１ａの外壁面７１ａ１に対応し、底部７２ａの内壁面７２ａ２は、導入側キャップ７１の底部７１ａの内壁面７１ａ２に対応する。筒部７２ｂの外壁面７２ｂ１は、導入側キャップ７１の筒部７１ｂの外壁面７１ｂ１に対応し、筒部７２ｂの内壁面７２ｂ２は、導入側キャップ７１の筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２に対応する。
【００４７】
セル案内部７２ｃは、底部７２ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部）の内壁面に沿って設けられる。セル案内部７２ｃは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２内において、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部）を案内する。本実施形態では、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部において、内側電極層３３ａが露出している。そのため、セル案内部７２ｃは、底部７２ａから内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２に沿って設けられており、セル案内部７２ｃは、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２に沿って、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部）を案内する。
【００４８】
また、セル案内部７２ｃの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１１は、筒部７２ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と同じに、または、筒部７２ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と比べて低く設定されていると好適である。これにより、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、セル案内部７１ｃについて既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
凹部７２ｄは、底部７２ａから第一ガス流路３３ｄ側に凹むように、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に形成されている。凹部７２ｄを形成する壁面のうち、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と対向する壁面は、上述したセル案内部７２ｃを構成している。また、凹部７２ｄには、第一ガス流通孔７２ｄ１が設けられている。第一ガス流通孔７２ｄ１は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に形成されており、第一オフガスが燃焼部６０側に流出可能になっている。
【００５０】
導電性接着剤７２ｅは、第一導電性接着剤７２ｅ１と、第二導電性接着剤７２ｅ２と、第三導電性接着剤７２ｅ３とを備えている。第一導電性接着剤７２ｅ１は、導入側キャップ７１の第一導電性接着剤７１ｅ１に対応し、第二導電性接着剤７２ｅ２は、導入側キャップ７１の第二導電性接着剤７１ｅ２に対応し、第三導電性接着剤７２ｅ３は、導入側キャップ７１の第三導電性接着剤７１ｅ３に対応する。なお、導出側キャップ７２では、第一外側空隙は、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、筒部７２ｂの内壁面７２ｂ２との間の空隙をいう。第一内側空隙は、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と、セル案内部７２ｃとの間の空隙をいう。第一底部側空隙は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の先端部３３ａ３と、底部７２ａの内壁面７２ａ２との間の空隙をいう。
【００５１】
第一導電性接着剤７２ｅ１が第一外側空隙に充填されることにより、第一外側空隙が消失して、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、導出側キャップ７２（筒部７２ｂの内壁面７２ｂ２および底部７２ａの内壁面７２ａ２）との間の導電性が確保される。第二導電性接着剤７２ｅ２が第一内側空隙に充填されることにより、第一内側空隙が消失して、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と、導出側キャップ７２（セル案内部７２ｃおよび底部７２ａの内壁面７２ａ２）との間の導電性が確保される。第三導電性接着剤７２ｅ３が第一底部側空隙に充填されることにより、第一底部側空隙が消失して、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の先端部３３ａ３と、導出側キャップ７２（底部７２ａの内壁面７２ａ２）との間の導電性が確保される。
【００５２】
ガスシール材７２ｆは、第一オフガスが第一ガス流通孔７２ｄ１以外の流路を流通して、導出側キャップ７２の内部から外部に流出し、第二ガス（本実施形態では、酸化剤ガス）の雰囲気中に漏れ出すことを規制する。これにより、第一オフガスの流出に伴う第一オフガスと第二オフガスとの燃焼を規制することができ、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の破損を抑制することができる。また、図４Ｂに示すように、筒部７２ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部であって底部７２ａと反対側の端部に、鍔部７２ｂ３が形成されていると好適である。鍔部７２ｂ３は、導入側キャップ７１の鍔部７１ｂ３に対応する。これにより、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、鍔部７１ｂ３について既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００５３】
図２に示すように、導入側キャップ７１は、絶縁部材３２を介してベース部材３１に固定されて、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３がベース部材３１に立設されている。図４Ａに示すように、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の外形形状に合わせて形成されていると好適である。本実施形態では、導入側キャップ７１は凹部７１ｄを備えるので、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の底部７１ａの外壁面７１ａ１および凹部７１ｄの外壁面の形状に合わせて形成されていると好適である。
【００５４】
具体的には、絶縁部材３２は、キャップ側凸部３２ｂを備えている。キャップ側凸部３２ｂは、筒状に形成されており、キャップ側凸部３２ｂの外壁面が、導入側キャップ７１の凹部７１ｄの外壁面の形状に合わせて形成されている。また、絶縁部材３２（当接面３２ａおよびキャップ側凸部３２ｂの外壁面）と、導入側キャップ７１（底部７１ａの外壁面７１ａ１および凹部７１ｄの外壁面）との間は、シール部材３１ｂによってシールされていると好適である。シール部材３１ｂは、例えば、ガラス系のシール部材（例えば、アルミナ、シリカ等を主成分とする結晶化ガラスなど）を用いることができる。
【００５５】
また、絶縁部材３２は、ベース部材側凸部３２ｃを備えていると好適である。ベース部材側凸部３２ｃは、筒状に形成されており、ベース部材３１の貫通孔３１ａを通って、図２に示すアノードガスマニホールド３６側に突出している。ベース部材３１と当接する絶縁部材３２の当接面３２ｄと、ベース部材３１との間は、上述したシール部材３１ｂによってシールされていると好適である。また、絶縁部材３２のベース部材側凸部３２ｃと、ベース部材３１の貫通孔３１ａとの間は、上述したシール部材３１ｂによってシールされていると好適である。
【００５６】
なお、絶縁部材３２には、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に第一ガス誘導流路３２ｅが設けられている。第一ガス誘導流路３２ｅは、導入側キャップ７１の凹部７１ｄの第一ガス流通孔７１ｄ１と同形状に形成されている。第一ガス（本実施形態では、燃料）は、絶縁部材３２の第一ガス誘導流路３２ｅおよび導入側キャップ７１の凹部７１ｄの第一ガス流通孔７１ｄ１を通って供給され、第一ガス流路３３ｄに導出されて、内側電極層３３ａに供給される。このように、本実施形態では、絶縁部材３２は、当接面３２ａと、キャップ側凸部３２ｂと、ベース部材側凸部３２ｃと、当接面３２ｄと、第一ガス誘導流路３２ｅとを備えている。
【００５７】
複数の接続部材３４は、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）を電気的に接続する。図５Ａに示すように、複数の接続部材３４の各々は、二つの第一接続部３４ａ，３４ａと、第二接続部３４ｂと、連結部３４ｃとを備えている。二つの第一接続部３４ａ，３４ａの各々は、薄肉の略筒状に形成されている。本実施形態では、二つの第一接続部３４ａ，３４ａの各々は、薄肉の略円筒状に形成されている。図４Ａに示すように、二つの第一接続部３４ａ，３４ａのうちの一方は、導入側キャップ７１の筒部７１ｂの外壁面７１ｂ１と電気的に接続可能である。また、図４Ｂに示すように、二つの第一接続部３４ａ，３４ａのうちの他方は、導出側キャップ７２の筒部７２ｂの外壁面７２ｂ１と電気的に接続可能である。
【００５８】
具体的には、図５Ｂに示すように、二つの第一接続部３４ａ，３４ａの各々は、筒部３４ａ１に切り欠け部３４ａ２が設けられている。これにより、筒部３４ａ１の開口部は、同図に示す矢印方向に拡張することができる。よって、二つの第一接続部３４ａ，３４ａのうちの一方は、導入側キャップ７１の筒部７１ｂを把持するように、導入側キャップ７１の外壁面７１ｂ１と電気的に接続することができる。同様に、二つの第一接続部３４ａ，３４ａのうちの他方は、導出側キャップ７２の筒部７２ｂを把持するように、導出側キャップ７２の外壁面７２ｂ１と電気的に接続することができる。
【００５９】
また、図４Ａに示すように、第一接続部３４ａの筒部３４ａ１の内径寸法は、導入側キャップ７１の筒部７１ｂの外径寸法より若干大きく形成されている。そのため、第一接続部３４ａの筒部３４ａ１の内壁面と、筒部７１ｂの外壁面７１ｂ１との間は、導電性接着剤３４ｄによって固定されていると好適である。同様に、図４Ｂに示すように、第一接続部３４ａの筒部３４ａ１の内径寸法は、導出側キャップ７２の筒部７２ｂの外径寸法より若干大きく形成されている。そのため、第一接続部３４ａの筒部３４ａ１の内壁面と、筒部７２ｂの外壁面７２ｂ１との間は、導電性接着剤３４ｄによって固定されていると好適である。導電性接着剤３４ｄは、既述した導電性接着剤７１ｅおよび導電性接着剤７２ｅと同様の導電性接着剤を用いることができる。
【００６０】
第二接続部３４ｂは、薄肉の略筒状に形成されている。本実施形態では、第二接続部３４ｂは、薄肉の略円筒状に形成されている。第二接続部３４ｂは、二つの第一接続部３４ａ，３４ａが装着される固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）に隣り合う固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）の外側電極層３３ｃと電気的に接続可能である。具体的には、第二接続部３４ｂは、筒部３４ｂ１に切り欠け部３４ｂ２が設けられている。これにより、筒部３４ｂ１の開口部は、図５Ｂに示す矢印方向に拡張することができる。よって、第二接続部３４ｂは、二つの第一接続部３４ａ，３４ａが装着される固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）に隣り合う固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）の外側電極層３３ｃを把持するように、当該外側電極層３３ｃと電気的に接続することができる。
【００６１】
図３および図６では、二つの第一接続部３４ａ，３４ａが装着される固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）に隣り合う固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）の外側電極層３３ｃのうち、第二接続部３４ｂが接続される部位を外側電極層被接続部３３ｃ１で示している。また、図６に示すように、第二接続部３４ｂの筒部３４ｂ１の内径寸法は、外側電極層被接続部３３ｃ１の外径寸法より若干大きく形成されている。そのため、第二接続部３４ｂの筒部３４ｂ１の内壁面と、外側電極層被接続部３３ｃ１との間は、導電性接着剤３４ｄによって固定されていると好適である。
【００６２】
図３に示すように、外側電極層３３ｃの長手方向（矢印Ｚ方向）において、一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部から外側電極層被接続部３３ｃ１に向かう方向に流れる電流経路を第一電流経路ｉｃ１とする。また、外側電極層３３ｃの長手方向（矢印Ｚ方向）において、他端側（矢印Ｚ２方向側）の端部から外側電極層被接続部３３ｃ１に向かう方向に流れる電流経路を第二電流経路ｉｃ２とする。一般に、外側電極層３３ｃは、薄肉に形成されており、発電によって生成された電流は、外側電極層３３ｃの表層を流れる。そのため、電流経路が長くなる程、各固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の内部抵抗が増加して、発電性能が低下する可能性がある。
【００６３】
本実施形態では、連結部３４ｃは、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）に沿って棒状に形成されており、二つの第一接続部３４ａ，３４ａと、第二接続部３４ｂと、を最短に連結して電気的に接続する。また、図５Ａに示すように、第二接続部３４ｂは、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）において、二つの第一接続部３４ａ，３４ａの中間点に設けられている。そのため、外側電極層３３ｃに流れる電流経路を第一電流経路ｉｃ１と第二電流経路ｉｃ２とに分散化することができ、各固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の内部抵抗の低減を図ることができ、発電性能の向上を図ることができる。
【００６４】
図２に示すように、一の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（一のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）と、当該固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（当該キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）に隣り合う二つの固体酸化物形燃料電池筒状セル３３，３３（二つのキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０，８０）のうちの一方の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（一方のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）とは、接続部材３４によって電気的に接続されている。同様に、一の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（一のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）と、当該固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（当該キャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）に隣り合う二つの固体酸化物形燃料電池筒状セル３３，３３（二つのキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０，８０）のうちの他方の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（他方のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）とは、接続部材３４によって電気的に接続されている。上述した接続が繰り返されることによって、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）が複数の接続部材３４によって電気的に直列接続されている。なお、直列接続された複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）の両端の接続部は、バスバー接続部材３８ａを介してバスバー３８ｂにそれぞれ接続されている。
【００６５】
図２に示すように、カバー３５は、ベース部材３１の上面に取り付けられている。カバー３５は、箱状に形成されており、同図の下方に開口する開口部を備えている。カバー３５とベース部材３１との間に形成される密閉された空間Ｒ１には、固体酸化物形燃料電池スタック３０と、蒸発部４０と、改質部５０とが収容されている。カバー３５の開口部には、外方に向けて形成されているフランジ３５ａが設けられている。フランジ３５ａは、ベース部材３１の上面に当接しており、ネジ３５ｂによってベース部材３１に、ねじ止め固定されている。カバー３５の天井部には、一つまたは複数（本実施形態では、２つ）の排気口３５ｃ，３５ｃが形成されており、燃焼排ガスが排気口３５ｃ，３５ｃを通って排気される。
【００６６】
アノードガスマニホールド３６は、ベース部材３１の下面に取り付けられている。アノードガスマニホールド３６は、箱状に形成されており、同図の上方に開口する開口部を備えている。アノードガスマニホールド３６とベース部材３１との間に形成される密閉された空間には、絶縁部材３２のベース部材側凸部３２ｃが突出している。アノードガスマニホールド３６には、アノードガス供給管３６ｃの一端側が接続されている。アノードガス供給管３６ｃの他端側は、改質部５０に接続されており、アノードガス供給管３６ｃを介して、アノードガスが供給可能になっている。
【００６７】
カソードガスマニホールド３７は、空間Ｒ１内に設けられている。カソードガスマニホールド３７は、複数の絶縁部材３２の各々の周囲に配設されている。カソードガスマニホールド３７には、カソードガス（空気）を供給するカソードガス供給管３７ａが接続されている。カソードガスマニホールド３７の上部には、複数の流出孔（図２にて矢印位置）が形成されており、複数の流出孔から上方に向けてカソードガス（空気）が流出可能になっている。
【００６８】
（蒸発部４０）
蒸発部４０は、固体酸化物形燃料電池スタック３０の燃焼ガスにより加熱され、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに供給された改質用原料を予熱する。蒸発部４０は、生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部５０に供給する。改質用原料として、例えば、天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体原料が挙げられる。また、改質用原料として、例えば、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体原料が挙げられる。本実施形態では、改質用原料は、天然ガスを用いている。
【００６９】
蒸発部４０には、改質用原料供給管１１ａの一端側が接続されている。改質用原料供給管１１ａの他端側は、供給源Ｇｓに接続されている。蒸発部４０には、改質用原料供給管１１ａを介して、供給源Ｇｓから改質用原料が供給される。供給源Ｇｓは、例えば、都市ガスのガス供給管、ＬＰガスのガスボンベである。また、蒸発部４０には、水供給管１１ｂの一端側が接続されている。水供給管１１ｂの他端側は、水タンク１４に接続されている。蒸発部４０には、水供給管１１ｂを介して、水タンク１４から改質水が供給される。
【００７０】
（改質部５０）
改質部５０は、上述した燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給される。これにより、改質部５０は、蒸発部４０から供給された水蒸気と、改質用原料の混合ガスとから燃料である改質ガスを生成する。改質部５０内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて、水素と一酸化炭素などを含んだガスが生成される（いわゆる水蒸気改質反応）。
【００７１】
これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は、既述のアノードガスであり、アノードガスマニホールド３６を介して、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各内側電極層３３ａに導出される。より詳細には、アノードガスマニホールド３６に供給された改質ガスは、絶縁部材３２の第一ガス誘導流路３２ｅおよび導入側キャップ７１の凹部７１ｄの第一ガス流通孔７１ｄ１を通って供給され、第一ガス流路３３ｄに導出されて、内側電極層３３ａに供給される。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。このように、改質部５０は、改質用原料と改質水とから改質ガス（燃料）を生成して固体酸化物形燃料電池スタック３０に供給する。なお、水蒸気改質反応は、吸熱反応である。
【００７２】
（燃焼部６０）
燃焼部６０は、固体酸化物形燃料電池スタック３０と蒸発部４０との間、および、固体酸化物形燃料電池スタック３０と改質部５０との間に設けられている。燃焼部６０は、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々に装着された導出側キャップ７２から排出される第一オフガスと、第二オフガスとが燃焼して、蒸発部４０および改質部５０を加熱する。
【００７３】
本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、底部７１ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）の内壁面に沿って設けられるセル案内部７１ｃを備える。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、導入側キャップ７１内において固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内することができ、導入側キャップ７１内の所定位置に固体酸化物形燃料電池筒状セル３３を配置することが容易である。上述したことは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００７４】
また、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１が装着される端部において、内側電極層３３ａが露出している。さらに、セル案内部７１ｃは、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２に沿って、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内する。また、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、第一内側空隙と比べて、第一外側空隙が大きく設定されており、第一内側空隙および第一外側空隙には導電性接着剤７１ｅが充填されている。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、セル案内部７１ｃの案内誤差（固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の導入側キャップ７１内における配置誤差）を抑制しつつ、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３と導入側キャップ７１との間の導電性を確保することができる。上述したことは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００７５】
さらに、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、セル案内部７１ｃの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１１は、筒部７１ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と比べて低く設定されている。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、セル案内部７１ｃが必要以上に第一ガス流路３３ｄ内に進入して内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２を覆ってしまうことを抑制することができ、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３への第一ガスの供給を確保することができる。よって、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、セル案内部７１ｃの案内誤差（固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の導入側キャップ７１内における配置誤差）の抑制と、発電効率の確保との両立を図ることができる。上述したことは、セル案内部７１ｃの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１１が、筒部７１ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と同じに設定されている場合についても同様に言える。また、上述したことは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００７６】
また、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、鍔部７１ｂ３を備える。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、鍔部７１ｂ３が設けられていない場合と比べて、導電性接着剤７１ｅなどの充填が容易である。上述したことは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００７７】
さらに、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、セル端部キャップ７０は、導入側キャップ７１を少なくとも含んでいる。また、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、絶縁部材３２を介してベース部材３１に固定されて、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３がベース部材３１に立設されている。さらに、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の外形形状に合わせて形成されている。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、ベース部材３１と、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）との間の電気的な絶縁を確保することが容易である。また、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の外形形状に合わせて形成されているので、導入側キャップ７１を絶縁部材３２の当接面３２ａに当接させることにより、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３（複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０）のベース部材３１に対する位置決めが容易である。
【００７８】
また、本実施形態の固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、上記固体酸化物形燃料電池スタック３０、蒸発部４０および改質部５０を備えている固体酸化物形燃料電池モジュール１１において、上述した固体酸化物形燃料電池スタック３０に係る作用効果を得ることができる。さらに、本実施形態の固体酸化物形燃料電池システム１は、上記固体酸化物形燃料電池モジュール１１、熱交換器１２、電力変換装置１３、水タンク１４および制御装置１５を備えている発電ユニット１０と、貯湯槽２１とを備えている固体酸化物形燃料電池システム１において、上述した固体酸化物形燃料電池スタック３０に係る作用効果を得ることができる。
【００７９】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と比べて、主に、導入側キャップ７１のセル案内部７１ｃおよび導出側キャップ７２のセル案内部７２ｃが異なる。以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、図面は、第一実施形態と共通する箇所には共通の符号を付して記載されており、本明細書では、重複する説明が省略されている。上述したことは、第三実施形態以降についても同様である。
【００８０】
図７Ａに示すように、導入側キャップ７１は、少なくとも底部７１ａと、セル案内部７１ｃとを備えており、第一ガス流路３３ｄに第一ガス（本実施形態では、燃料）を導入する。本実施形態においても、導入側キャップ７１は、底部７１ａと、筒部７１ｂと、セル案内部７１ｃと、凹部７１ｄと、導電性接着剤７１ｅと、ガスシール材７１ｆとを備えている。但し、本実施形態では、セル案内部７１ｃは、底部７１ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）の外壁面に沿って設けられる。セル案内部７１ｃは、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１内において、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内する。
【００８１】
本実施形態においても、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部において、内側電極層３３ａが露出している。但し、本実施形態では、セル案内部７１ｃは、底部７１ａから内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１に沿って設けられており、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１に沿って、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内する。また、セル案内部７１ｃは、内側電極層３３ａの露出部を外側から覆う筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２を構成している。
【００８２】
第一実施形態と同様に、導電性接着剤７１ｅは、第一導電性接着剤７１ｅ１と、第二導電性接着剤７１ｅ２と、第三導電性接着剤７１ｅ３とを備えている。但し、本実施形態では、第一導電性接着剤７１ｅ１は、第二外側空隙に充填される。第二外側空隙は、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、セル案内部７１ｃとの間の空隙をいう。第二導電性接着剤７１ｅ２は、第二内側空隙に充填される。第二内側空隙は、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と、凹部７１ｄを形成する壁面のうちの内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と対向する壁面との間の空隙をいう。図７Ａに示すように、第二外側空隙と比べて、第二内側空隙が大きく設定されていると好適である。第三導電性接着剤７１ｅ３は、第一実施形態と同様に、第一底部側空隙に充填される。本実施形態では、第二外側空隙および第一底部側空隙は、第二内側空隙と比べて、極めて小さく設定されている。
【００８３】
第一導電性接着剤７１ｅ１が第二外側空隙に充填されることにより、第二外側空隙が消失して、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１と、導入側キャップ７１（セル案内部７１ｃおよび底部７１ａの内壁面７１ａ２）との間の導電性が確保される。第二導電性接着剤７１ｅ２が第二内側空隙に充填されることにより、第二内側空隙が消失して、内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と、導入側キャップ７１（凹部７１ｄを形成する壁面のうちの内側電極層３３ａの内壁面３３ａ２と対向する壁面および底部７１ａの内壁面７１ａ２）との間の導電性が確保される。第三導電性接着剤７１ｅ３が第一底部側空隙に充填されることにより、第一底部側空隙が消失して、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の先端部３３ａ３と、導入側キャップ７１（底部７１ａの内壁面７１ａ２）との間の導電性が確保される。図７Ｂに示すように、導入側キャップ７１について上述したことは、導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００８４】
本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、底部７１ａから固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）の外壁面に沿って設けられるセル案内部７１ｃを備える。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、導入側キャップ７１内において固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内することができ、導入側キャップ７１内の所定位置に固体酸化物形燃料電池筒状セル３３を配置することが容易である。上述したことは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００８５】
また、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０によれば、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の各々は、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１が装着される端部において、内側電極層３３ａが露出している。さらに、セル案内部７１ｃは、内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１に沿って、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の端部（一端側（矢印Ｚ１方向側）の端部）を案内し、内側電極層３３ａの露出部を外側から覆う筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２を構成している。また、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、第二外側空隙と比べて、第二内側空隙が大きく設定されており、第二内側空隙および第二外側空隙には導電性接着剤７１ｅが充填されている。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０は、セル案内部７１ｃの案内誤差（固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の導入側キャップ７１内における配置誤差）を抑制しつつ、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３と導入側キャップ７１との間の導電性を確保することができる。上述したことは、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００８６】
さらに、導入側キャップ７１は、第一実施形態と同様の鍔部７１ｂ３を備え、導出側キャップ７２は、第一実施形態と同様の鍔部７２ｂ３を備えている。また、固体酸化物形燃料電池スタック３０は、第一実施形態と同様の絶縁部材３２を備えている。さらに、第一実施形態と同様の固体酸化物形燃料電池モジュール１１および固体酸化物形燃料電池システム１が構成されている。そのため、本実施形態の固体酸化物形燃料電池スタック３０、固体酸化物形燃料電池モジュール１１および固体酸化物形燃料電池システム１は、第一実施形態で既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、セル案内部７１ｃは、筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２を構成するので、セル案内部７１ｃの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ２１は、第一実施形態で既述した筒部７１ｂの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ１２と略同じになる。そのため、セル案内部７１ｃ（筒部７１ｂの内壁面７１ｂ２）が必要以上に内側電極層３３ａの外壁面３３ａ１を覆ってしまわないように、セル案内部７１ｃの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ２１を設定すると良い。上述したことは、凹部７１ｄの軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の高さＨ２２についても同様に言える。また、上述したことは、導出側キャップ７２についても同様に言える。
【００８８】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と比べて、主に、導入側キャップ７１が連通口部７１ｇを備え、導出側キャップ７２が連通口部７２ｇを備える点で異なる。
【００８９】
図８Ａに示すように、導入側キャップ７１は、底部７１ａと、筒部７１ｂと、セル案内部７１ｃと、凹部７１ｄと、導電性接着剤７１ｅと、ガスシール材７１ｆと、連通口部７１ｇとを備えている。連通口部７１ｇは、筒状に形成されている。本実施形態では、連通口部７１ｇは、円筒状に形成されている。連通口部７１ｇは、底部７１ａから絶縁部材３２側に突出するように、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に形成されている。
【００９０】
図８Ｂに示すように、導入側キャップ７１について上述したことは、導出側キャップ７２についても同様に言える。但し、導出側キャップ７２の連通口部７２ｇは、燃焼部６０側に突出するように、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１と同軸に形成されている。なお、導出側キャップ７２の連通口部７２ｇは、省略することもできる。この場合、導出側キャップ７２は、第一実施形態と同じになる。
【００９１】
本実施形態においても、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の外形形状に合わせて形成されていると好適である。本実施形態では、導入側キャップ７１は、凹部７１ｄおよび連通口部７１ｇを備えるので、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の底部７１ａの外壁面７１ａ１、凹部７１ｄの外壁面および連通口部７１ｇの外壁面の形状に合わせて形成されていると好適である。
【００９２】
本実施形態では、絶縁部材３２は、当接面３２ａと、キャップ側凸部３２ｂと、ベース部材側凸部３２ｃと、当接面３２ｄと、第一ガス誘導流路３２ｅと、キャップ側凹部３２ｆとを備えている。当接面３２ａ、キャップ側凸部３２ｂ、ベース部材側凸部３２ｃ、当接面３２ｄおよび第一ガス誘導流路３２ｅは、第一実施形態と同様である。キャップ側凹部３２ｆは、連通口部７１ｇの形状に合わせて溝状に形成されており、連通口部７１ｇを収容可能になっている。なお、絶縁部材３２（当接面３２ａ、キャップ側凸部３２ｂの外壁面およびキャップ側凹部３２ｆの外壁面）と、導入側キャップ７１（底部７１ａの外壁面７１ａ１、凹部７１ｄの外壁面および連通口部７１ｇの外壁面）との間は、シール部材３１ｂによってシールされている。
【００９３】
本実施形態においても、固体酸化物形燃料電池スタック３０、固体酸化物形燃料電池モジュール１１および固体酸化物形燃料電池システム１は、第一実施形態で既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。また、上述したことは、第二実施形態についても、同様に適用することができる。
【００９４】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態と比べて、主に、導入側キャップ７１が凹部７１ｄの代わりに連通口部７１ｇを備え、導出側キャップ７２が凹部７２ｄの代わりに連通口部７２ｇを備える点で異なる。
【００９５】
図９Ａに示すように、導入側キャップ７１は、底部７１ａと、筒部７１ｂと、セル案内部７１ｃと、導電性接着剤７１ｅと、ガスシール材７１ｆと、連通口部７１ｇとを備えている。連通口部７１ｇは、第三実施形態と同様である。また、図９Ｂに示すように、導入側キャップ７１について上述したことは、導出側キャップ７２についても同様に言える。なお、導出側キャップ７２の連通口部７２ｇは、省略することもできる。
【００９６】
本実施形態においても、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の外形形状に合わせて形成されていると好適である。本実施形態では、導入側キャップ７１は、凹部７１ｄの代わりに連通口部７１ｇを備えるので、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１と当接する当接面３２ａが、導入側キャップ７１の底部７１ａの外壁面７１ａ１および連通口部７１ｇの外壁面の形状に合わせて形成されていると好適である。
【００９７】
本実施形態では、絶縁部材３２は、当接面３２ａと、ベース部材側凸部３２ｃと、当接面３２ｄと、第一ガス誘導流路３２ｅと、キャップ側凹部３２ｆとを備えている。つまり、絶縁部材３２は、第一実施形態と比べて、キャップ側凸部３２ｂを備えておらず、キャップ側凹部３２ｆを備えている。キャップ側凹部３２ｆは、第三実施形態と同様である。なお、絶縁部材３２（当接面３２ａおよびキャップ側凹部３２ｆの外壁面）と、導入側キャップ７１（底部７１ａの外壁面７１ａ１および連通口部７１ｇの外壁面）との間は、シール部材３１ｂによってシールされている。
【００９８】
本実施形態においても、固体酸化物形燃料電池スタック３０、固体酸化物形燃料電池モジュール１１および固体酸化物形燃料電池システム１は、第一実施形態で既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。また、上述したことは、第二実施形態についても、同様に適用することができる。
【００９９】
＜その他＞
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、第一ガスを酸化剤ガスとし、第二ガスを燃料とすることもできる。この場合、セル端部キャップ７０である導入側キャップ７１は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３に酸化剤ガスを供給し、セル端部キャップ７０である導出側キャップ７２は、発電に使用されなかった酸化剤ガスを燃焼部６０に導出することができる。
【０１００】
また、図１０に示すように、絶縁部材３２は、導入側キャップ７１の径方向外側から導入側キャップ７１および第一接続部３４ａを覆うように形成することもできる。さらに、図１１に示すように、複数（同図では、３つ）のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０は、電気的に並列接続することもできる。この場合、複数の接続部材３４は、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の一端側（矢印Ｚ１方向側）の第一接続部３４ａ同士が連結部３４ｃによって最短に電気的に接続されており、固体酸化物形燃料電池筒状セル３３の軸線ＡＺ１方向（矢印Ｚ方向）の他端側（矢印Ｚ２方向側）の第一接続部３４ａ同士が連結部３４ｃによって最短に電気的に接続されている。また、複数の接続部材３４は、第二接続部３４ｂ同士が連結部３４ｃによって最短に電気的に接続されている。さらに、複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０は、直列接続および並列接続の両方で、電気的に接続することもできる。例えば、複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０のうちの一部のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０を電気的に直列接続し、複数のキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０のうちの残りのキャップ付き固体酸化物形燃料電池筒状セル８０を電気的に並列接続することもできる。
【符号の説明】
【０１０１】
１：固体酸化物形燃料電池システム、
１０：発電ユニット、
１１：固体酸化物形燃料電池モジュール、１２：熱交換器、１３：電力変換装置、
１４：水タンク、１５：制御装置、１６ａ：系統電源、１６ｂ：電源ライン、
２１：貯湯槽、
３０：固体酸化物形燃料電池スタック、
３３：固体酸化物形燃料電池筒状セル、
３３ａ：内側電極層、３３ｂ：電解質層、３３ｃ：外側電極層、３３ｄ：第一ガス流路、
４０：蒸発部、５０：改質部、
７０：セル端部キャップ、
７１：導入側キャップ、７１ａ：底部、７１ｂ：筒部、７１ｃ：セル案内部、
７１ｄ：凹部、７１ｅ：導電性接着剤、７１ｆ：ガスシール材、
７２：導出側キャップ、７２ａ：底部、７２ｂ：筒部、７２ｃ：セル案内部、
７２ｄ：凹部、７２ｅ：導電性接着剤、７２ｆ：ガスシール材。
【図１】
2018078048.tif 000003
【図２】
2018078048.tif 000004
【図３】
2018078048.tif 000005
【図４Ａ】
2018078048.tif 000006
【図４Ｂ】
2018078048.tif 000007
【図５Ａ】
2018078048.tif 000008
【図５Ｂ】
2018078048.tif 000009
【図６】
2018078048.tif 000010
【図７Ａ】
2018078048.tif 000011
【図７Ｂ】
2018078048.tif 000012
【図８Ａ】
2018078048.tif 000013
【図８Ｂ】
2018078048.tif 000014
【図９Ａ】
2018078048.tif 000015
【図９Ｂ】
2018078048.tif 000016
【図１０】
2018078048.tif 000017
【図１１】
2018078048.tif 000018