(57)【要約】【課題】支持部材同士の間の電気的な絶縁性を確保しつつセルユニットを容易に積層可能な燃料電池セルユニット、燃料電池スタックおよび燃料電池を提供する。【解決手段】燃料電池セルユニットは、電解質を両側から一対の電極で狭持してなり、供給されたガスによって発電する発電セルと、発電セルを支持するセルフレーム１０１Ｗと、を有し、セルフレームは、発電セルの一の電極側から発電セルを支持する第１セルフレーム１３０と、発電セルの他の電極側から発電セルを支持する第２セルフレーム１４０と、第１セルフレームと第２セルフレームとの間に配置され、第１セルフレームと第２セルフレームとの間を電気的に絶縁する絶縁シート１５０と、を有し、絶縁シートは、第１セルフレームおよび第２セルフレームに当接する当接領域１５５と、当接領域から面方向に突出する突出領域１６０と、を備える。【選択図】図１７Ａ
2019036446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質を両側から一対の電極で狭持してなり、供給されたガスによって発電する発電セルと、
前記発電セルを支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材は、前記発電セルの一の電極側から前記発電セルを支持する第１支持部材と、前記発電セルの他の電極側から前記発電セルを支持する第２支持部材と、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に配置され、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間を電気的に絶縁する絶縁部材と、を有し、
前記絶縁部材は、前記第１支持部材および前記第２支持部材に当接する当接領域と、前記当接領域から面方向に突出する突出領域と、を備える、燃料電池セルユニット。
【請求項２】
前記支持部材は、前記第１支持部材の側から前記第２支持部材の側に向かって当該支持部材を連通し、前記ガスが通過する開口部を有し、
前記突出領域は、前記開口部内に突出する開口側突出領域を有し、
前記開口側突出領域は、前記支持部材において前記開口部に臨む端部を保護する、請求項１に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項３】
前記発電セルとの間に前記ガスの流通路である流路部を区画形成するセパレータと、
前記セパレータとは別体として構成され、前記支持部材の外周側から前記発電セルに前記ガスを誘導する流路部材と、をさらに有し、
前記流路部材は、前記支持部材の外周部から前記発電セルに向かって延びている、請求項１または請求項２に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項４】
複数の前記流路部材を有し、
前記支持部材は、前記外周部において、前記第１支持部材の側から前記第２支持部材の側に向かって当該支持部材を連通し、前記ガスが通過する複数の開口部を有し、
前記ガスは、前記支持部材の外周側の一の端部から、一の当該端部に対向する外周側の他の端部に向かって流動し、
複数の前記流路部材は、複数の前記開口部との干渉を避けるように、前記ガスの流れ方向にオフセットして配置され、
複数の前記流路部材の前記ガスの流れ方向における長さは等しい、請求項３に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項５】
前記発電セルとの間に前記ガスの流通路である流路部を区画形成するセパレータをさらに有し、
前記第１支持部材および前記第２支持部材の少なくとも一方は、前記ガスを通過する複数の孔を備え、前記発電セルに導通接触する集電補助部材と、前記集電補助部材に接続され、当該集電補助部材を介して前記発電セルを支持する枠体と、を有し、
前記セパレータは、前記発電セルとの間に前記集電補助部材を挟み込んだ状態で、当該発電セルに向かって押し付けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項６】
固体酸化物電解質型の燃料電池セルユニットであり、
前記第１支持部材および前記第２支持部材は金属で構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池セルユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池セルユニットを複数積層してなる燃料電池スタック。
【請求項８】
前記燃料電池セルユニットの積層方向に沿って延びており、当該燃料電池スタックから外部に電流を取り出すバスバをさらに有し、
前記突出領域は、前記支持部材の外周側から突出する外周側突出領域を有し、
前記外周側突出領域は、前記バスバを支持する支持部を備える、請求項７に記載の燃料電池スタック。
【請求項９】
請求項７に記載の燃料電池スタックと、積層された前記燃料電池セルユニットを覆うカバーと、を有し、
前記ガスは、積層された前記燃料電池セルユニットと前記カバーとの間の空間に供給され、前記空間内を流動しながら前記燃料電池セルユニットの積層方向に移動し、
前記突出領域は、前記支持部材の外周部から突出する外周側突出領域を有し、
前記外周側突出領域は、前記積層方向に前記空間を区画する区画部と、前記区画部によって区画された一の前記空間から他の前記空間に前記ガスを通過させる流通部と、を、備え、
一の前記流通部と、一の前記流通部に隣接する他の前記流通部とは、前記燃料電池セルユニットの平面視において異なる位置に配置される、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルユニット、燃料電池スタックおよび燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池は、電解質を両側から一対の電極で狭持してなり、供給されたガスによって発電する発電セルと、発電セルを支持する支持部材と、を有するセルユニットを複数積層して構成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２５５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記燃料電池において、支持部材は電気的な絶縁性を備えておらず、積層された一のセルユニットの支持部材と他のセルユニットの支持部材とが接触すると、接触箇所を通じて短絡が起きる。そのため、セルユニットを積層する際には、一のセルユニットの支持部材と他のセルユニットの支持部材との間に、電気的な絶縁性を備えたスペーサー等の部材を配置する必要がある。よって、上記燃料電池には、セルユニットを積層する工程が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、支持部材同士の間の電気的な絶縁性を確保しつつセルユニットを容易に積層可能な燃料電池セルユニットおよび燃料電池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】
上記目的を達成するための本発明の燃料電池セルユニットは、電解質を両側から一対の電極で狭持してなり、供給されたガスによって発電する発電セルと、前記発電セルを支持する支持部材と、を有する。前記支持部材は、前記発電セルの一の電極側から前記発電セルを支持する第１支持部材と、前記発電セルの他の電極側から前記発電セルを支持する第２支持部材と、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間に配置され、前記第１支持部材と前記第２支持部材との間を電気的に絶縁する絶縁部材と、を有する。前記絶縁部材は、前記第１支持部材および前記第２支持部材に当接する当接領域と、前記当接領域から面方向に突出する突出領域と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態の燃料電池スタックを示す斜視図である。
【図２】図１の燃料電池スタックをカバーとセルスタックアッセンブリーおよび外部マニホールドに分解した状態を示す斜視図である。
【図３】図２のセルスタックアッセンブリーをエアーシェルターと上部エンドプレートとスタックおよび下部エンドプレートに分解した状態を示す斜視図である。
【図４】図３のスタックを上部モジュールユニットと複数の中部モジュールユニットおよび下部モジュールユニットに分解した状態を示す斜視図である。
【図５】図４の上部モジュールユニットを分解して示す斜視図である。
【図６】図４の中部モジュールユニットを分解して示す斜視図である。
【図７】図４の下部モジュールユニットを分解して示す斜視図である。
【図８】図５〜図７のユニットアッシーを分解して示す斜視図である。
【図９】図８のメタルサポートセルアッセンブリーを分解して示す斜視図である。
【図１０】図８のメタルサポートセルアッセンブリーを断面で示す側面図である。
【図１１】図８のセパレータをカソード側（図８と同じくセパレータ１０２を上方から視認した側）から示す斜視図である。
【図１２】図１１のセパレータを部分的（図１１中の領域１２）に示す斜視図である。
【図１３】図８のセパレータをアノード側（図８と異なりセパレータ１０２を下方から視認した側）から示す斜視図である。
【図１４】図１３のセパレータを部分的（図１３中の領域１４）に示す斜視図である。
【図１５】実施形態に係るセルユニットの平面図である。
【図１６】図８のメタルサポートセルアッセンブリーとセパレータを積層した状態で部分的（図１１中の領域１６）に示す断面図である。
【図１７Ａ】図１５のセルユニットを複数積層した状態の１７Ａ−１７Ａ線に沿う断面図である。
【図１７Ｂ】図１５のセルユニットを複数積層した状態の１７Ｂ−１７Ｂ線に沿う断面図である。
【図１８Ａ】燃料電池スタックにおけるアノードガスおよびカソードガスの流れを模式的に示す斜視図である。
【図１８Ｂ】燃料電池スタックにおけるカソードガスの流れを模式的に示す斜視図である。
【図１８Ｃ】燃料電池スタックにおけるアノードガスの流れを模式的に示す斜視図である。
【図１９Ａ】改変例１に係る燃料電池の一部を分解して示す斜視図である。
【図１９Ｂ】改変例１に係る燃料電池の概略断面図である。
【図１９Ｃ】改変例１に係る燃料電池におけるカソードガスの流れを説明するための概略斜視図である。
【図２０Ａ】改変例２に係るセルユニットの斜視図である。
【図２０Ｂ】改変例２に係るセルユニットの平面図である。
【図２１Ａ】図２０Ｂに示すセルユニットを複数積層した状態の２１Ａ−２１Ａ線に沿う断面図である。
【図２１Ｂ】図２０Ｂに示すセルユニットを複数積層した状態の２１Ｂ−２１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２２Ａ】改変例３に係るセルユニットの斜視図である。
【図２２Ｂ】改変例３に係るセルユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面において、各部材の大きさや比率は、実施形態の理解を容易にするために誇張し、実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
【０００９】
各図において、Ｘ、Ｙ、およびＺで表す矢印を用いて、燃料電池スタックを構成する部材の方位を示している。Ｘによって表す矢印の方向は、燃料電池スタックの短手方向Ｘを示している。Ｙによって表す矢印の方向は、燃料電池スタックの長手方向Ｙを示している。Ｚによって表す矢印の方向は、燃料電池スタックの積層（高さ）方向Ｚを示している。
【００１０】
（燃料電池１００の構成）
燃料電池１００は、図１および図２に示すように、セルスタックアッセンブリー１００Ｍを、外部からガスを供給する外部マニホールド１１１と、セルスタックアッセンブリー１００Ｍを保護するカバー１１２によって上下から挟み込んで、構成している。
【００１１】
セルスタックアッセンブリー１００Ｍは、図２および図３に示すように、燃料電池スタック１００Ｓを、下部エンドプレート１０８と上部エンドプレート１０９によって上下から挟み込み、カソードガスＣＧを封止するエアーシェルター１１０によって覆って、構成している。
【００１２】
燃料電池スタック１００Ｓは、図３および図４に示すように、上部モジュールユニット１００Ｐ、複数の中部モジュールユニット１００Ｑおよび下部モジュールユニット１００Ｒを積層して、構成している。燃料電池スタック１００Ｓは、積層方向Ｚに沿って延びており、燃料電池１００から外部に電流を取り出すバスバＢＢを有する。
【００１３】
上部モジュールユニット１００Ｐは、図５に示すように、複数積層したセルユニット１００Ｔを、セルユニット１００Ｔで発電された電力を外部に出力する上部集電板１０６と、エンドプレートに相当するモジュールエンド１０５によって上下から挟み込んで構成している。
【００１４】
中部モジュールユニット１００Ｑは、図６に示すように、複数積層したセルユニット１００Ｔを、一対のモジュールエンド１０５によって上下から挟み込んで構成している。
【００１５】
下部モジュールユニット１００Ｒは、図７に示すように、複数積層したセルユニット１００Ｔを、モジュールエンド１０５と下部集電板１０７によって上下から挟み込んで構成している。
【００１６】
バスバＢＢは、上部集電板１０６に接続されたアノード側バスバＢＢ１と、下部集電板１０７に接続されたカソード側バスバＢＢ２と、を有する。
【００１７】
セルユニット１００Ｔは、図８および図９に示すように、供給されたガスによって発電する発電セル１０１Ｍを設けたメタルサポートセルアッセンブリー１０１、隣り合う発電セル１０１Ｍを隔てるセパレータ１０２、セルフレーム１０１Ｗとセパレータ１０２との間に配置されるスペーサー１０４を含んでいる。
【００１８】
以下、燃料電池スタック１００Ｓを構成毎に説明する。
【００１９】
メタルサポートセルアッセンブリー１０１は、図８〜図１０に示すように、供給されたガスによって発電する発電セル１０１Ｍを設けたものである。
【００２０】
メタルサポートセルアッセンブリー１０１において、発電セル１０１Ｍは、図９および図１０に示すように、電解質１０１Ｓを燃料極側の電極（アノード１０１Ｔ）と酸化剤極側の電極（カソード１０１Ｕ）で挟み込んで構成している。メタルサポートセル１０１Ｎは、発電セル１０１Ｍと、発電セル１０１Ｍを一方から支持するサポートメタル１０１Ｖによって構成している。メタルサポートセルアッセンブリー１０１は、一対のメタルサポートセル１０１Ｎと、一対のメタルサポートセル１０１Ｎを周囲から保持するセルフレーム１０１Ｗ（支持部材に相当）によって構成している。セルフレーム１０１Ｗは、サポートメタル１０１Ｖを介して発電セル１０１Ｍを支持する。
【００２１】
電解質１０１Ｓは、図９および図１０に示すように、カソード１０１Ｕからアノード１０１Ｔに向かって酸化物イオンを透過させるものである。電解質１０１Ｓは、酸化物イオンを通過させつつ、ガスと電子を通過させない。電解質１０１Ｓは、長方体形状から形成されている。電解質１０１Ｓは、例えば、イットリア、酸化ネオジム、サマリア、ガドリア、スカンジア等を固溶した安定化ジルコニアなどの固体酸化物セラミックスからなる。
【００２２】
アノード１０１Ｔは、図９および図１０に示すように、燃料極であって、アノードガスＡＧ（例えば水素）と酸化物イオンを反応させて、アノードガスＡＧの酸化物を生成するとともに電子を取り出す。アノード１０１Ｔは、還元雰囲気に耐性を有し、アノードガスＡＧを透過させ、電気伝導度が高く、アノードガスＡＧを酸化物イオンと反応させる触媒作用を有する。アノード１０１Ｔは、電解質１０１Ｓよりも大きい長方体形状から形成されている。アノード１０１Ｔは、例えば、ニッケル等の金属、イットリア安定化ジルコニア等の酸化物イオン伝導体を混在させた超硬合金からなる。
【００２３】
カソード１０１Ｕは、図９および図１０に示すように、酸化剤極であって、カソードガスＣＧ（例えば空気に含まれる酸素）と電子を反応させて、酸素分子を酸化物イオンに変換する。カソード１０１Ｕは、酸化雰囲気に耐性を有し、カソードガスＣＧを透過させ、電気伝導度が高く、酸素分子を酸化物イオンに変換する触媒作用を有する。カソード１０１Ｕは、電解質１０１Ｓよりも小さい長方体形状から形成されている。カソード１０１Ｕは、例えば、ランタン、ストロンチウム、マンガン、コバルト等の酸化物からなる。
【００２４】
サポートメタル１０１Ｖは、図９および図１０に示すように、発電セル１０１Ｍをアノード１０１Ｔの側から支持するものである。サポートメタル１０１Ｖは、ガス透過性を有し、電気伝導度が高く、十分な強度を有する。サポートメタル１０１Ｖは、アノード１０１Ｔよりも十分に大きい長方体形状から形成されている。サポートメタル１０１Ｖは、例えば、ニッケルやクロムを含有する耐食合金や耐食鋼、ステンレス鋼からなる。
【００２５】
セルフレーム１０１Ｗは、図８〜図１０に示すように、メタルサポートセル１０１Ｎを周囲から保持するものである。セルフレーム１０１Ｗは、薄い長方形状から形成している。セルフレーム１０１Ｗは、一対の開口部１０１ｋを、長手方向Ｙに沿って設けている。セルフレーム１０１Ｗの一対の開口部１０１ｋは、それぞれ長方形状の貫通口からなり、サポートメタル１０１Ｖの外形よりも若干小さい。セルフレーム１０１Ｗは、金属からなり、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、セルフレーム１０１Ｗに酸化アルミニウムを固着させて構成する。セルフレーム１０１Ｗの開口部１０１ｋの内縁に、サポートメタル１０１Ｖの外縁を接合することによって、セルフレーム１０１Ｗにメタルサポートセルアッセンブリー１０１を接合している。
【００２６】
セルフレーム１０１Ｗは、図９および図１０に示すように、長手方向Ｙに沿った一辺の右端と中央と左端から、面方向に延ばした円形状の延在部（第１延在部１０１ｐ、第２延在部１０１ｑおよび第３延在部１０１ｒ）を設けている。セルフレーム１０１Ｗは、長手方向Ｙに沿った他辺の中央から離間した２箇所から、面方向に延ばした円形状の延在部（第４延在部１０１ｓおよび第５延在部１０１ｔ）を設けている。セルフレーム１０１Ｗにおいて、第１延在部１０１ｐ、第２延在部１０１ｑおよび第３延在部１０１ｒと、第４延在部１０１ｓおよび第５延在部１０１ｔは、一対の開口部１０１ｋを隔てて、長手方向Ｙに沿って交互に位置している。
【００２７】
セルフレーム１０１Ｗは、図９および図１０に示すように、セルフレーム１０１Ｗを連通し、アノードガスＡＧが通過する開口部１２０を有する。開口部１２０は、流入口１２１と、流出口１２２と、を有する。流入口１２１および流出口１２２は、いわゆる、マニホールドである。
【００２８】
流入口１２１は、アノードガスＡＧを通過（流入）させるアノード側第１流入口１０１ａと、アノード側第２流入口１０１ｂと、アノード側第３流入口１０１ｃと、を有する。
【００２９】
アノードガスＡＧを通過（流入）させるアノード側第１流入口１０１ａ、アノード側第２流入口１０１ｂ、アノード側第３流入口１０１ｃは、第１延在部１０１ｐ、第２延在部１０１ｑおよび第３延在部１０１ｒに設けている。
【００３０】
流出口１２２は、アノードガスＡＧを通過（流出）させるアノード側第１流出口１０１ｄと、アノード側第２流出口１０１ｅと、を有する。
【００３１】
アノードガスＡＧを通過（流出）させるアノード側第１流出口１０１ｄおよびアノード側第２流出口１０１ｅは、第４延在部１０１ｓおよび第５延在部１０１ｔに設けている。
【００３２】
セルフレーム１０１Ｗは、図９に示すように、カソードガスＣＧを通過（流入）させるカソード側第１流入口１０１ｆを、第１延在部１０１ｐと第２延在部１０１ｑの間の空間に設けている。セルフレーム１０１Ｗは、カソードガスＣＧを通過（流入）させるカソード側第２流入口１０１ｇを、第２延在部１０１ｑと第３延在部１０１ｒの間の空間に設けている。セルフレーム１０１Ｗは、カソードガスＣＧを通過（流出）させるカソード側第１流出口１０１ｈを、第４延在部１０１ｓよりも図９中の右側に設けている。セルフレーム１０１Ｗは、カソードガスＣＧを通過（流出）させるカソード側第２流出口１０１ｉを、第４延在部１０１ｓと第５延在部１０１ｔの間の空間に設けている。セルフレーム１０１Ｗは、カソードガスＣＧを通過（流出）させるカソード側第３流出口１０１ｊを、第５延在部１０１ｔよりも図９中の左側に設けている。セルフレーム１０１Ｗにおいて、カソードガスＣＧの流入口および流出口は、セルフレーム１０１Ｗの外周面とエアーシェルター１１０の内側面との空間に相当する。
【００３３】
セパレータ１０２は、図１５および図１６に示すように、発電セル１０１Ｍとの間にアノードガスＡＧおよびカソードガスＣＧの流通路である流路部１０２Ｌを区画形成する。
【００３４】
セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と対向して配置している。セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と同様の外形形状からなる。セパレータ１０２は、金属からなり、一対の発電セル１０１Ｍと対向する領域（流路部１０２Ｌ）を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、セパレータ１０２に酸化アルミニウムを固着させて構成する。セパレータ１０２は、一対の流路部１０２Ｌを、一対の発電セル１０１Ｍと対向するように長手方向Ｙに並べて設けている。
【００３５】
セパレータ１０２において、流路部１０２Ｌは、図８および図１１〜図１５に示すように、ガスの流れの方向（短手方向Ｘ）に沿って延ばした流路を、ガスの流れの方向（短手方向Ｘ）と直交する方向（長手方向Ｙ）に並べることによって形成している。流路部１０２Ｌは、図１２、図１４および図１５に示すように、長手方向Ｙおよび短手方向Ｘの面内において平坦な平坦部１０２ｘから下方に突出するように、凸状のアノード側突起１０２ｙを一定の間隔で設けている。アノード側突起１０２ｙは、ガスの流れの方向（短手方向Ｘ）に沿って延びている。アノード側突起１０２ｙは、セパレータ１０２の下端から下方に向かって若干突出している。流路部１０２Ｌは、図１２、図１４および図１５に示すように、平坦部１０２ｘから上方に突出するように、凸状のカソード側突起１０２ｚを一定の間隔で設けている。カソード側突起１０２ｚは、ガスの流れの方向（短手方向Ｘ）に沿って延びている。カソード側突起１０２ｚは、セパレータ１０２の上端から上方に向かって若干突出している。流路部１０２Ｌは、アノード側突起１０２ｙと凸状のカソード側突起１０２ｚを、平坦部１０２ｘを隔てて、長手方向Ｙに沿って交互に設けている。
【００３６】
セパレータ１０２は、図１５に示すように、流路部１０２Ｌと、その下方（図１５中では右方）に位置するメタルサポートセルアッセンブリー１０１との隙間１７５を、アノードガスＡＧの流路として構成している。アノードガスＡＧは、図１３に示すセパレータ１０２のアノード側第２流入口１０２ｂ等から、図１３および図１４に示す複数の溝１０２ｑを通り、アノード側の流路部１０２Ｌに流入する。セパレータ１０２は、図１３および図１４に示すように、複数の溝１０２ｑを、アノード側第１流入口１０２ａ、アノード側第２流入口１０２ｂ、アノード側第３流入口１０２ｃから、それぞれアノード側の流路部１０２Ｌに向かって放射状に形成している。セパレータ１０２は、図１２および図１５に示すように、流路部１０２Ｌと、その上方（図１５中では左方）に位置するメタルサポートセルアッセンブリー１０１との隙間１７５を、カソードガスＣＧの流路として構成している。カソードガスＣＧは、図１１に示すセパレータ１０２のカソード側第１流入口１０２ｆおよびカソード側第２流入口１０２ｇから、図１１および図１２に示すセパレータ１０２のカソード側の外縁１０２ｐを越えて、カソード側の流路部１０２Ｌに流入する。セパレータ１０２は、図１２に示すように、カソード側の外縁１０２ｐを、他の部分よりも肉薄に形成している。
【００３７】
セパレータ１０２は、図８、図１１および図１３に示すように、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側第１流入口１０２ａ、アノード側第２流入口１０２ｂ、アノード側第３流入口１０２ｃ、アノード側第１流出口１０２ｄおよびアノード側第２流出口１０２ｅを設けている。セパレータ１０２は、メタルサポートセルアッセンブリー１０１と積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側第１流入口１０２ｆ、カソード側第２流入口１０２ｇ、カソード側第１流出口１０２ｈ、カソード側第２流出口１０２ｉおよびカソード側第３流出口１０２ｊを設けている。セパレータ１０２において、カソードガスＣＧの流入口および流出口は、セパレータ１０２の外周面とエアーシェルター１１０の内側面との空間に相当する。
【００３８】
スペーサー１０４は、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、セパレータ１０２とセルフレーム１０１Ｗとの間に配置される。スペーサー１０４は、一のセルフレーム１０１Ｗと、一のセルフレームＷに隣接する他のセルフレームＷとの間の距離を規制する。
【００３９】
モジュールエンド１０５は、図５〜図７に示すように、複数積層したセルユニット１００Ｔの下端または上端を保持するプレートである。
【００４０】
モジュールエンド１０５は、複数積層したセルユニット１００Ｔの下端または上端に配置している。モジュールエンド１０５は、セルユニット１００Ｔと同様の外形形状からなる。モジュールエンド１０５は、ガスを透過させない導電性材料からなり、発電セル１０１Ｍおよび他のモジュールエンド１０５と対向する一部の領域を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、モジュールエンド１０５に酸化アルミニウムを固着させて構成する。
【００４１】
モジュールエンド１０５は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側第１流入口１０５ａ、アノード側第２流入口１０５ｂ、アノード側第３流入口１０５ｃ、アノード側第１流出口１０５ｄおよびアノード側第２流出口１０５ｅを設けている。モジュールエンド１０５は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側第１流入口１０５ｆ、カソード側第２流入口１０５ｇ、カソード側第１流出口１０５ｈ、カソード側第２流出口１０５ｉおよびカソード側第３流出口１０５ｊを設けている。モジュールエンド１０５において、カソードガスＣＧの流入口および流出口は、モジュールエンド１０５の外周面とエアーシェルター１１０の内側面との空間に相当する。
【００４２】
上部集電板１０６は、図５に示し、セルユニット１００Ｔで発電された電力を外部に出力するものである。
【００４３】
上部集電板１０６は、上部モジュールユニット１００Ｐの上端に配置している。上部集電板１０６は、セルユニット１００Ｔと同様の外形形状からなる。上部集電板１０６は、外部の通電部材と接続される端子（不図示）を設けている。上部集電板１０６は、ガスを透過させない導電性材料からなり、セルユニット１００Ｔの発電セル１０１Ｍと対向する領域および端子の部分を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、上部集電板１０６に酸化アルミニウムを固着させて構成する。
【００４４】
下部集電板１０７は、図７に示し、セルユニット１００Ｔで発電された電力を外部に出力するものである。
【００４５】
下部集電板１０７は、下部モジュールユニット１００Ｒの下端に配置している。下部集電板１０７は、上部集電板１０６と同様の外形形状からなる。下部集電板１０７は、外部の通電部材と接続される端子（不図示）を設けている。下部集電板１０７は、ガスを透過させない導電性材料からなり、セルユニット１００Ｔの発電セル１０１Ｍと対向する領域および端子の部分を除いて、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、下部集電板１０７に酸化アルミニウムを固着させて構成する。
【００４６】
下部集電板１０７は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側第１流入口１０７ａ、アノード側第２流入口１０７ｂ、アノード側第３流入口１０７ｃ、アノード側第１流出口１０７ｄおよびアノード側第２流出口１０７ｅを設けている。下部集電板１０７は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側第１流入口１０７ｆ、カソード側第２流入口１０７ｇ、カソード側第１流出口１０７ｈ、カソード側第２流出口１０７ｉおよびカソード側第３流出口１０７ｊを設けている。下部集電板１０７において、カソードガスＣＧの流入口および流出口は、下部集電板１０７の外周面とエアーシェルター１１０の内側面との空間に相当する。
【００４７】
下部エンドプレート１０８は、図２および図３に示すように、燃料電池スタック１００Ｓを下方から保持するものである。
【００４８】
下部エンドプレート１０８は、燃料電池スタック１００Ｓの下端に配置している。下部エンドプレート１０８は、一部を除いて、セルユニット１００Ｔと同様の外形形状からなる。下部エンドプレート１０８は、カソードガスＣＧの流入口および排出口を形成するために、長手方向Ｙに沿った両端を直線状に伸長させて形成している。下部エンドプレート１０８は、セルユニット１００Ｔよりも十分に厚く形成している。下部エンドプレート１０８は、例えば、金属からなり、下部集電板１０７と接触する上面を、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、下部エンドプレート１０８に酸化アルミニウムを固着させて構成する。
【００４９】
下部エンドプレート１０８は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側第１流入口１０８ａ、アノード側第２流入口１０８ｂ、アノード側第３流入口１０８ｃ、アノード側第１流出口１０８ｄおよびアノード側第２流出口１０８ｅを設けている。下部エンドプレート１０８は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソードガスＣＧを通過させるカソード側第１流入口１０８ｆ、カソード側第２流入口１０８ｇ、カソード側第１流出口１０８ｈ、カソード側第２流出口１０８ｉおよびカソード側第３流出口１０８ｊを設けている。
【００５０】
上部エンドプレート１０９は、図２および図３に示すように、燃料電池スタック１００Ｓを上方から保持するものである。
【００５１】
上部エンドプレート１０９は、燃料電池スタック１００Ｓの上端に配置している。上部エンドプレート１０９は、下部エンドプレート１０８と同様の外形形状からなる。上部エンドプレート１０９は、下部エンドプレート１０８と異なり、ガスの流入口および排出口を設けていない。上部エンドプレート１０９は、例えば、金属からなり、上部集電板１０６と接触する下面を、絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、上部エンドプレート１０９に酸化アルミニウムを固着させて構成する。
【００５２】
エアーシェルター１１０は、図２および図３に示すように、燃料電池スタック１００Ｓとの間において、カソードガスＣＧの流路を形成するものである。
【００５３】
エアーシェルター１１０は、下部エンドプレート１０８と上部エンドプレート１０９によって挟み込まれた燃料電池スタック１００Ｓを上方から覆っている。エアーシェルター１１０は、エアーシェルター１１０の内側面と燃料電池スタック１００Ｓの側面との隙間１７５の部分によって、燃料電池スタック１００Ｓの構成部材のカソードガスＣＧの流入口と流出口を形成する。エアーシェルター１１０は、箱形状からなり、下部の全てと側部の一部を開口している。エアーシェルター１１０は、例えば、金属からなり、内側面を絶縁材またはコーティングを用いて絶縁している。絶縁材は、例えば、エアーシェルター１１０に酸化アルミニウムを固着させて構成する。
【００５４】
外部マニホールド１１１は、図１および図２に示し、外部から複数のセルユニット１００Ｔにガスを供給するものである。
【００５５】
外部マニホールド１１１は、セルスタックアッセンブリー１００Ｍの下方に配置している。外部マニホールド１１１は、下部エンドプレート１０８の形状を単純化した外形形状からなる。外部マニホールド１１１は、下部エンドプレート１０８よりも十分に厚く形成している。外部マニホールド１１１は、例えば、金属からなる。
【００５６】
外部マニホールド１１１は、セルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、アノードガスＡＧを通過させるアノード側第１流入口１１１ａ、アノード側第２流入口１１１ｂ、アノード側第３流入口１１１ｃ、アノード側第１流出口１１１ｄおよびアノード側第２流出口１１１ｅを設けている。外部マニホールド１１１は、カソードガスＣＧを通過させるセルユニット１００Ｔと積層方向Ｚに沿って相対的な位置が合うように、カソード側第１流入口１１１ｆ、カソード側第２流入口１１１ｇ、カソード側第１流出口１１１ｈ、カソード側第２流出口１１１ｉおよびカソード側第３流出口１１１ｊを設けている。
【００５７】
カバー１１２は、図１および図２に示すように、セルスタックアッセンブリー１００Ｍを被覆して保護するものである。
【００５８】
カバー１１２は、セルスタックアッセンブリー１００Ｍを、外部マニホールド１１１とともに上下から挟み込んでいる。カバー１１２は、箱形状からなり、下部を開口させている。カバー１１２は、例えば、金属からなり、内側面を絶縁材によって絶縁している。
【００５９】
（セルフレーム１０１Ｗ）
図８および図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、セルフレーム１０１Ｗは、発電セル１０１Ｍのアノード１０１Ｔ（電極に相当）側から発電セル１０１Ｍを支持する第１セルフレーム１３０（第１支持部材に相当）と、発電セル１０１Ｍのカソード１０１Ｕ（電極に相当）側から発電セル１０１Ｍを支持する第２セルフレーム１４０（第２支持部材に相当）と、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間に配置され、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間を電気的に絶縁する絶縁シート１５０（絶縁部材に相当）と、を有する。
【００６０】
第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０は、金属で構成される。第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０を構成する金属の材料は、特に限定されない。
【００６１】
絶縁シート１５０を構成する材料は、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間を電気的に絶縁し得る限りにおいて特に限定されないが、例えば、マイカシートを用いて構成できる。絶縁シート１５０を構成する材料は、弾性材料であることが好ましい。
【００６２】
第２セルフレーム１４０は、カソードガスＣＧを通す複数の孔１４５ａ（図８参照）を備え、発電セル１０１Ｍに導通接触する集電補助層１４５（集電補助部材に相当）と、集電補助層１４５に接続され、集電補助層１４５を介して発電セル１０１Ｍを支持する枠体１４６（図１６参照）と、を有する。セパレータ１０２は、発電セル１０１Ｍとの間に集電補助層１４５を挟み込んだ状態で、当該発電セル１０１Ｍに向かって押し付けられる（図１６参照）。
【００６３】
集電補助層１４５は、いわゆる、エキスパンドメタルである。集電補助層１４５は、発電セル１０１Ｍと同様の外形形状からなる。集電補助層１４５は、菱形等の孔１４５ａを格子状に設けた金網状からなる。
【００６４】
図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、絶縁シート１５０は、第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０に当接する当接領域１５５と、当接領域１５５から面方向に突出する突出領域１６０と、を有する。
【００６５】
絶縁シート１５０は、当接領域１５５において、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０とに接合される。絶縁シート１５０と第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０との接合方法は特に限定されないが、例えば、低融点ガラスを用いた接合方法やろう付けによる接合方法を使用できる。
【００６６】
突出領域１６０は、開口部１２０内に突出する開口側突出領域１６１と、セルフレーム１０１Ｗの外周側から突出する外周側突出領域１６２と、を有する。
【００６７】
開口側突出領域１６１は、第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０において開口部１２０に臨む端部１３０Ｅ、１４０Ｅを保護する。
【００６８】
開口側突出領域１６１は、第１セルフレーム１３０において開口部１２０に臨む端部１３０Ｅと、第２セルフレーム１４０においてマニホールドに臨む端部１４０Ｅとの間において短絡が生じないように、当該端部１３０Ｅ、１４０Ｅを保護する。開口側突出領域１６１の突出量は特に限定されない。開口側突出領域１６１は、開口部１２０内を流通するアノードガスＡＧから受ける力によって弾性変形する。
【００６９】
外周側突出領域１６２は、バスバＢＢを支持する。外周側突出領域１６２は、バスバＢＢを支持する支持開口部１６２ａ（支持部に相当）を備える。
【００７０】
支持開口部１６２ａは、バスバＢＢを挿通させることによってバスバＢＢを支持する。一のセルユニット１００Ｔの支持開口部１６２ａと、一のセルユニット１００Ｔに隣接する他のセルユニット１００Ｔの支持開口部１６２ａとは、積層方向Ｚにおいて重なる位置に配置されている（図５〜図７参照）。
【００７１】
支持開口部１６２ａの内径は、バスバＢＢの外径以上である。支持開口部１６２ａの突出量は、支持開口部１６２ａを形成し得る限りにおいて特に限定されない。
【００７２】
（燃料電池スタック１００Ｓにおけるガスの流れ）
図１８Ａは、燃料電池スタック１００ＳにおけるアノードガスＡＧおよびカソードガスＣＧの流れを模式的に示す斜視図である。図１８Ｂは、燃料電池スタック１００ＳにおけるカソードガスＣＧの流れを模式的に示す斜視図である。図１８Ｃは、燃料電池スタック１００ＳにおけるアノードガスＡＧの流れを模式的に示す斜視図である。
【００７３】
アノードガスＡＧは、外部マニホールド１１１、下部エンドプレート１０８、モジュールエンド１０５、セパレータ１０２、およびメタルサポートセルアッセンブリー１０１の各々の流入口を通過して、各々の発電セル１０１Ｍのアノード１０１Ｔに供給される。すなわち、アノードガスＡＧは、外部マニホールド１１１から終端の上部集電板１０６に至るまで、交互に積層されたセパレータ１０２とメタルサポートセルアッセンブリー１０１との隙間１７５に設けられたアノード側の流路に分配して供給される。その後、アノードガスＡＧは、発電セル１０１Ｍで反応し、上記の各構成部材の各々の流出口を通過して排ガスの状態で排出される。
【００７４】
アノードガスＡＧは、図１８Ａに示すように、セパレータ１０２を隔てて、カソードガスＣＧと交差するように、流路部１０２Ｌに供給される。アノードガスＡＧは、図１８Ｃにおいて、図１８Ｃの下方に位置するセパレータ１０２のアノード側第１流入口１０２ａ、アノード側第２流入口１０２ｂおよびアノード側第３流入口１０２ｃを通過し、メタルサポートセルアッセンブリー１０１のアノード側第１流入口１０１ａ、アノード側第２流入口１０１ｂおよびアノード側第３流入口１０１ｃを通過した後、図１８Ｃの上方に位置するセパレータ１０２の流路部１０２Ｌに流入して、メタルサポートセルアッセンブリー１０１の発電セル１０１Ｍのアノード１０１Ｔに供給される。アノード１０１Ｔで反応した後のアノードガスＡＧは、排気ガスの状態で、図１８Ｃの上方に位置するセパレータ１０２の流路部１０２Ｌから流出して、メタルサポートセルアッセンブリー１０１のアノード側第１流出口１０１ｄおよびアノード側第２流出口１０１ｅを通過し、図１８Ｃ中の下方に位置するセパレータ１０２のアノード側第１流出口１０２ｄおよびアノード側第２流出口１０２ｅを通過して外部に排出される。
【００７５】
カソードガスＣＧは、外部マニホールド１１１、下部エンドプレート１０８、モジュールエンド１０５、セパレータ１０２、およびメタルサポートセルアッセンブリー１０１の各々の流入口を通過して、発電セル１０１Ｍのカソード１０１Ｕに供給される。すなわち、カソードガスＣＧは、外部マニホールド１１１から終端の上部集電板１０６に至るまで、交互に積層されたメタルサポートセルアッセンブリー１０１とセパレータ１０２との隙間１７５に設けられたカソード側の流路に分配して供給される。その後、カソードガスＣＧは、発電セル１０１Ｍで反応し、上記の各構成部材の各々の流出口を通過して排ガスの状態で排出される。上記の各構成部材におけるカソードガスＣＧの流入口および流出口は、各々の構成部材の外周面と、エアーシェルター１１０の内側面との間の隙間１７５によって、構成している。
【００７６】
カソードガスＣＧは、図１８Ｂにおいて、図１８Ｂの下方に位置するセパレータ１０２のカソード側第１流入口１０２ｆおよびカソード側第２流入口１０２ｇを通過し、そのセパレータ１０２の流路部１０２Ｌに流入して、メタルサポートセルアッセンブリー１０１の発電セル１０１Ｍのカソード１０１Ｕに供給される。カソード１０１Ｕで反応した後のカソードガスＣＧは、排気ガスの状態で、図１８Ｂ中の下方に位置するセパレータ１０２の流路部１０２Ｌから流出して、そのセパレータ１０２のカソード側第１流出口１０２ｈ、カソード側第２流出口１０２ｉおよびカソード側第３流出口１０２ｊを通過して外部に排出される。
【００７７】
以上説明した実施形態の作用効果を説明する。
【００７８】
セルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００は、電解質１０１Ｓを両側からアノード１０１Ｔおよびカソード１０１Ｕで狭持してなり、供給されたアノードガスＡＧおよびカソードガスＣＧによって発電する発電セル１０１Ｍと、発電セル１０１Ｍを支持するセルフレーム１０１Ｗと、を有する。セルフレーム１０１Ｗは、アノード１０１Ｔ側から発電セル１０１Ｍを支持する第１セルフレーム１３０と、カソード１０１Ｕ側から発電セル１０１Ｍを支持する第２セルフレーム１４０と、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間に配置され、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間を電気的に絶縁する絶縁シート１５０と、を有する。そして、絶縁シート１５０は、第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０に当接する当接領域１５５と、当接領域１５５から面方向に突出する突出領域１６０と、を有する。
【００７９】
かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、一のセルフレーム１０１Ｗと他のセルフレーム１０１Ｗとの間に、電気的な絶縁性を備えたスペーサー等の部材を配置する必要がない。従って、かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、セルフレーム１０１Ｗ同士の間の電気的な絶縁性を確保しつつセルユニット１００Ｔを容易に積層できる。
【００８０】
また、絶縁シート１５０が突出領域１６０を有することによって、突出領域１６０を、特定の機能を発揮する付加機能部として用いることができる。そのため、かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、燃料電池１００の品質を容易に向上させることができる。
【００８１】
また、セルフレーム１０１Ｗは、発電セル１０１Ｍが発電時に熱を放出することに起因して高温になる。電気的な絶縁性を備えた材料は、一般に、高温になると脆化して剛性が低下し易い。本実施形態に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００において、第１セルフレーム１３０および第２セルフレーム１４０は金属で構成され、絶縁シート１５０は、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間に配置される。そのため、高温状態において絶縁シート１５０の剛性が低下しても、セルフレーム１０１Ｗ自体の剛性は維持できるから、発電セル１０１Ｍの支持力の低下を防止できる。
【００８２】
特に、固体酸化物セラミックスを用いた固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）は、固体高分子膜形燃料電池等と比較して、稼働温度が約７００〜１０００℃と非常に高い。上記効果は、セルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００を固体酸化物形燃料電池に適用した場合において特に顕著である。
【００８３】
また、かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００において、突出領域１６０は、開口部１２０内に突出する開口側突出領域１６１を有する。そして、開口側突出領域１６１は、セルフレーム１０１Ｗにおいて開口部１２０に臨む端部１３０Ｅ、１４０Ｅを保護する。
【００８４】
かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、開口側突出領域１６１を付加機能部として用いることによって、第１セルフレーム１３０において開口部１２０に臨む端部１３０Ｅと第２セルフレーム１４０において開口部１２０に臨む端部１４０Ｅ同士が接触して短絡することを防止できる。そのため、第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０との間の電気的な絶縁性をより確実に確保できる。
【００８５】
また、かかる燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００において、突出領域１６０は、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡから突出する外周側突出領域１６２を有する。そして、外周側突出領域１６２は、バスバＢＢを支持する支持開口部１６２ａを有する。
【００８６】
かかる燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、外周側突出領域１６２を付加機能部として用いることによって、バスバＢＢを支持する部品を別途設ける必要がなくなる。従って、かかる燃料電池スタック１００Ｓによれば、燃料電池１００を構成する部品点数を削減できるから、燃料電池１００の製造が容易になるとともにコストを削減できる。
【００８７】
また、かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００は、発電セル１０１Ｍとの間にガスの流通路である流路部１０２Ｌを区画形成するセパレータ１０２を有する。第２セルフレーム１４０は、カソードガスＣＧを通す複数の孔１４５ａを備え、発電セル１０１Ｍに導通接触する集電補助層１４５と、集電補助層１４５に接続され、当該集電補助層１４５を介して発電セル１０１Ｍを支持する枠体１４６と、を有する。そして、セパレータ１０２は、発電セル１０１Ｍとの間に集電補助層１４５を挟み込んだ状態で、当該発電セル１０１Ｍに向かって押し付けられる。
【００８８】
かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、セパレータ１０２は、発電セル１０１Ｍとの間に集電補助層１４５を挟み込んだ状態で、当該発電セル１０１Ｍに向かって押し付けられる。これにより、セパレータ１０２と発電セル１０１Ｍとの間の実質的な接触面積が増加するとともに面圧がより均一になる。そのため、セパレータ１０２と発電セル１０１Ｍとの間の接触抵抗に起因した集電抵抗を低減させることができる。従って、かかるセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、燃料電池１００の発電性能が向上する。
【００８９】
（改変例１）
図１９Ａ、図１９Ｂおよび図１９Ｃに示すように、積層されたセルユニット１００Ｔとカバー１１２との間には、空間２１０が形成される。カソードガスＣＧは、空間２１０に供給される。空間２１０に供給されたカソードガスＣＧは、空間２１０内を流動しながら積層方向Ｚに移動する。
【００９０】
外周側突出領域１６２は、積層方向Ｚに沿って空間２１０を区画する区画部２２１と、区画部２２１によって区画された一の空間２１０から他の空間２１０にカソードガスＣＧを通過させる流通部２２２と、を備えてもよい。
【００９１】
図１９Ａ、図１９Ｂおよび図１９Ｃに示す例では、流通部２２２は、外周側突出領域１６２の一部を切り欠いて構成している。しかしながら、流通部２２２は、外周側突出領域１６２を積層方向Ｚに貫通する開口によって構成してもよい。
【００９２】
外周側突出領域１６２は、流通部２２２を有する第１外周側突出領域１６２Ａと、流通部２２２を有していない第２外周側突出領域１６２Ｂと、を有する。一の第１外周側突出領域１６２Ａと、一の第１外周側突出領域１６２Ａに隣接する他の第１外周側突出領域１６２Ａとは、積層方向Ｚにおいて所定の間隔を空けて配置されている。
【００９３】
第１外周側突出領域１６２Ａと第２外周側突出領域１６２Ｂとは、その突出量が異なる。第１外周側突出領域１６２Ａの突出量は、第２外周側突出領域１６２Ｂの突出量よりも大きい。第１外周側突出領域１６２Ａの突出量は、第１外周側突出領域１６２Ａの端部１６２Ｅとカバー１１２との間の隙間を通過するカソードガスＣＧの量よりも、流通部２２２を通過するカソードガスＣＧの量の方が大きくなるように調節される。
【００９４】
一の流通部２２２と、一の流通部２２２に隣接する他の流通部２２２とは、セルユニット１００Ｔの平面視において異なる位置に配置されている。
【００９５】
改変例に係る燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、外周側突出領域１６２を付加機能部として用いることによって、一の区画空間２１１から他の区画空間２１１へと、カソードガスＣＧを還流させながら流動させることができる。これにより、発電セル１０１Ｍが発電時に放出する熱によって、カソードガスＣＧをより効率的に昇温できる。そのため、燃料電池１００の運転開始時において、発電性能をより短時間で安定させることができる。
【００９６】
（改変例２）
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２１Ａおよび図２１Ｂに示すように、セルユニット１００Ｔは、セパレータ１０２とは別体として構成され、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡから発電セル１０１ＭにカソードガスＣＧを誘導する流路部材３００をさらに有してもよい。
【００９７】
流路部材３００は、発電セル１０１Ｍとの間に集電補助層１４５を挟み込んだ状態において、発電セル１０１Ｍに押し付けられる。
【００９８】
カソードガスＣＧは、セルフレーム１０１Ｗの外周側の一の端部１０１ＷＥ１から一の当該端部１０１ＷＥに対向する他の端部１０１ＷＥ２に向かって流動する。
【００９９】
流路部材３００は、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡから発電セル１０１Ｍに向かって延びている。流路部材３００は、セルフレーム１０１Ｗの端部１０１ＷＥ１から端部１０１ＷＥ２にわたって延びている。流路部材３００は、開口部１２０との干渉を避けるための切り欠き部３０１を有する。
【０１００】
改変例に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、流路部材３００によって、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡに存在するカソードガスＣＧを、より効率的に発電セル１０１Ｍへと誘導できる。そのため、改変例に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、燃料電池１００の発電性能が向上する。
【０１０１】
また、改変例に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、流路部材３００は、セパレータ１０２とは別体として構成される。これにより、流路部材３００については、セルフレーム１０１Ｗの外周側から発電セル１０１ＭへとカソードガスＣＧを誘導するという機能に特化した設計が可能になる。そのため、改変例に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、セルフレーム１０１Ｗの外周側に存在するガスを発電セル１０１Ｍへと誘導し易くなるから、燃料電池１００の発電性能が向上する。
【０１０２】
また、耐熱性を備えた材料は、加工が難しい傾向にある。改変例に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、流路部材３００は、セパレータ１０２とは別体として構成される。これにより、セパレータ１０２と流路部材３００とを独立して加工できる。そのため、耐熱性を備えた材料を用いてセパレータ１０２と流路部材３００を構成した場合において、セパレータ１０２および流路部材３００の加工がより容易になる。当該効果は、セルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００を固体酸化物形燃料電池に適用した場合において、耐熱性を備えた材料を用いてセパレータ１０２および流路部材３００を構成するときに特に顕著である
なお、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡに流路部材３００を配置する構成は、上述した実施形態および改変例に係るセルフレーム１０１Ｗが絶縁性を備えているから可能となるものである。すなわち、セルフレーム１０１Ｗが絶縁性を備えていない場合において、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡに流路部材３００を配置すると、一のセルフレーム１０１Ｗと他のセルフレーム１０１Ｗとが流路部材を３００介して短絡する虞がある。一方、上述した実施形態に係るセルフレーム１０１Ｗは、絶縁シート１５０を第１セルフレーム１３０と第２セルフレーム１４０とによって挟持する構成のため、セルフレーム１０１Ｗ自体が絶縁性を備える。そのため、一のセルフレーム１０１Ｗと他のセルフレーム１０１Ｗとが流路部材３００を介して短絡する虞がないから、セルフレーム１０１Ｗの外周部１０１ＷＡに流路部材３００を配置できる。
【０１０３】
（改変例３）
上記改変例２では、流路部材３００は、単一の部材から構成された。しかしながら、流路部材３００は、図２２Ａおよび図２２Ｂに示すように、複数の分割流路部材３１０から構成されていてもよい。
【０１０４】
複数の分割流路部材３１０は、開口部１２０との干渉を避けるように、カソードガスＣＧの流れ方向に互いにオフセットして配置される。
【０１０５】
複数の分割流路部材３１０は、同一の形状を備える。複数の流路部材３００のカソードガスＣＧの流れ方向における長さは等しい。また、複数の流路部材３００のカソードガスＣＧの流れ方向に交差する方向における長さは等しい。
【０１０６】
改変例に係るセルユニット１００Ｔ、燃料電池スタック１００Ｓおよび燃料電池１００によれば、開口部１２０との干渉を避けるように流路部材３００を配置することを容易にできる。また、カソードガスＣＧの流れ方向における分割流路部材３１０の長さが等しいことから、カソードガスＣＧの流れ方向における分割流路部材３１０の長さが異なっている場合と比較して、流路部材３００の製造が容易になる。
【０１０７】
そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。
【０１０８】
例えば、上述した実施形態および改変例では、燃料電池セルユニットは、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ、Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）に適用する燃料電池セルユニットとして説明したが、固体高分子膜形燃料電池（ＰＥＭＦＣ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ、Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）または溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ、Ｍｏｌｔｅｎ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）として構成してもよい。すなわち、燃料電池セルユニットは、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）に加えて、固体高分子膜形燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）または溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００    燃料電池スタック、
１００Ｍ  セルスタックアッセンブリー、
１００Ｓ  スタック、
１００Ｔ  セルユニット、
１００Ｐ  上部モジュールユニット、
１００Ｑ  中部モジュールユニット、
１００Ｒ  下部モジュールユニット、
１０１    メタルサポートセルアッセンブリー、
１０１Ｍ  発電セル、
１０１Ｎ  メタルサポートセル、
１０１Ｓ  電解質、
１０１Ｔ  アノード（燃料極）、
１０１Ｕ  カソード（酸化剤極）、
１０１Ｖ  サポートメタル、
１０１Ｗ  セルフレーム（支持部材）、
１０１ｋ  開口部、
１０２    セパレータ、
１０２Ｌ  流路部、
１０２ｐ  外縁、
１０２ｑ  溝、
１０２ｘ  平坦部、
１０２ｙ  アノード側突起、
１０２ｚ  カソード側突起、
１０３    集電補助層、
１０４    封止部材、
１０５    モジュールエンド、
１０６    上部集電板、
１０７    下部集電板、
１０８    下部エンドプレート、
１０９    上部エンドプレート、
１１０    エアーシェルター、
１１１    外部マニホールド、
１０１ａ，１０２ａ，１０５ａ，１０７ａ，１０８ａ，１１１ａ  アノード側第１流入口、
１０１ｂ，１０２ｂ，１０５ｂ，１０７ｂ，１１１ｂ，１０８ｂ  アノード側第２流入口、
１０１ｃ，１０２ｃ，１０５ｃ，１０７ｃ，１１１ｃ，１０８ｃ  アノード側第３流入口、
１０１ｄ，１０２ｄ，１０８ｄ，１０７ｄ，１１１ｄ，１０５ｄ  アノード側第１流出口、
１０１ｅ，１０２ｅ，１０５ｅ，１０７ｅ，１１１ｅ，１０８ｅ  アノード側第２流出口、
１０１ｆ，１０８ｆ，１０２ｆ，１０５ｆ，１０７ｆ，１１１ｆ  カソード側第１流入口、
１０１ｇ，１０２ｇ，１０５ｇ，１０７ｇ，１０８ｇ，１１１ｇ  カソード側第２流入口、
１０１ｈ，１０２ｈ，１１１ｈ，１０５ｈ，１０７ｈ，１０８ｈ  カソード側第１流出口、
１０１ｉ，１０２ｉ，１０５ｉ，１０７ｉ，１０８ｉ，１１１ｉ  カソード側第２流出口、
１０１ｊ，１０２ｊ，１０５ｊ，１０７ｊ，１０８ｊ，１１１ｊ  カソード側第３流出口、
１１２      カバー、
１２０    開口部、
１３０    第１セルフレーム（第１支持部材）、
１４０    第２セルフレーム（第２支持部材）、
１４５    集電補助層（集電補助部材）、
１５０    絶縁シート（絶縁部材）、
１５５    当接領域、
１６０    突出領域、
１６１    開口側突出領域、
１６２    外周側突出領域、
１６２Ｅ  外周側突出領域の端部、
１６２ａ  支持開口部（支持部）、
２１０    燃料電池スタックとカバーとの間の空間、
２２１    区画部、
２２２    流通部、
３００    流路部材、
３１０    分割流路部材、
Ｖ        接合ライン、
ＡＧ      アノードガス、
ＣＧ      カソードガス、
Ｘ        （燃料電池スタックの）短手方向、
Ｙ        （燃料電池スタックの）長手方向、
Ｚ        （燃料電池スタックの）積層方向。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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