(57)【要約】【構成】ホルダ１６ａは給気孔ＨＬ１ａ〜ＨＬ２ａを有し、板材１４ａは貫通孔ＰＨ１ａ〜ＰＨ２ａを有する。また、ホルダ１６ａの熱膨張率は、板材１４ａの熱膨張率よりも高い。空気は給気孔ＨＬ１ａおよび貫通孔ＰＨ１ａを経て燃料電池スタック１２に供給され、水素ガスは給気孔ＨＬ２ａおよび貫通孔ＰＨ２ａを経て燃料電池スタック１２に供給される。ホルダ１６ａは、給気孔ＨＬ１ａ〜ＨＬ２ａの開口がその底面に形成された凹部ＣＣ１ａ〜ＣＣ２ａを有する。また、板材１４ａは、貫通孔ＰＨ１ａ〜ＰＨ２ａの開口がその頂面に形成されかつ凹部ＣＣ１ａ〜ＣＣ２ａと嵌合する凸部を有する。ガスシール材１８ａは、凹部ＣＣ１ａの内周面と凸部の外周面との間に充填される。【効果】ホルダ１６ａおよび板材１４ａの間からの空気または水素ガスの漏えいを防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１熱膨張率を有する第１部材に設けられた第１給気孔と前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する第２部材に設けられかつ前記第１給気孔と連通する第２給気孔とを経て取り込まれたガスに基づいて電力を発生する燃料電池ユニットであって、
前記第１部材は前記第１給気孔の開口がその底面に形成された凹部を有し、
前記第２部材は前記第２給気孔の開口がその頂面に形成されかつ前記凹部と嵌合する凸部を有し、
前記凹部の内周面と前記凸部の外周面との間に充填されたシール材をさらに備える、燃料電池ユニット。
【請求項２】
前記第２部材は燃料電池セルであり、
前記第１部材は前記燃料電池セルを保持するホルダである、請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記第１部材は燃料電池セルを保持するホルダであり、
前記第２部材は前記燃料電池セルの主成分と同じ主成分を有して前記燃料電池セルと前記ホルダとの間に挿入されるアダプタである、請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記ガスは有酸素ガスおよび水素ガスを含み、
前記第１給気孔は前記有酸素ガスおよび前記水素ガスをそれぞれ供給する第１有酸素ガス供給孔および第１水素ガス供給孔を含み、
前記第２給気孔は前記第１有酸素ガス供給孔および前記第１水素ガス供給孔とそれぞれ連通する第２有酸素ガス供給孔および第２水素ガス供給孔を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料電池ユニット。
【請求項５】
前記シール材はガラス材を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料電池ユニット。
【請求項６】
前記ガラス材は結晶化ガラスおよび非晶質ガラスのいずれか一方である、請求項５記載の燃料電池ユニット。
【請求項７】
前記シール材はフィラーをさらに含む、請求項５または６記載の燃料電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池ユニットに関し、特に、第１部材および第２部材にそれぞれ設けられた第１給気孔および第２給気孔を経て取り込まれたガスに基づいて電力を発生する、燃料電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料電池ユニットでは、燃料電池スタックは水素ガス用マニホールドと空気用マニホールドとを有し、燃料電池スタックを保持するホルダは水素ガス供給孔と空気供給孔とを有する。水素ガス用マニホールドおよび空気用マニホールドは燃料電池スタックの下面に開口し、水素ガス供給孔および空気供給孔はホルダの上面に開口する。燃料電池スタックは、水素ガス用マニホールドおよび空気用マニホールドがそれぞれ水素ガス供給孔および空気供給孔と連通するように、ホルダに載置される。
【０００３】
水素ガスは、水素ガス供給孔および水素ガス用マニホールドを経て燃料電池スタックの燃料極に供給される。一方、空気は、空気供給孔および空気用マニホールドを経て、空気極に供給される。電力は、こうして供給された水素ガスおよび空気が化学反応を起こすことで生み出される。
【０００４】
ここで、ホルダと燃料電池スタックとの間から水素ガスまたは空気が漏れるおそれがあるため、通常は、燃料電池スタックの下面とホルダの上面との間にガスシール材が充填される。
【０００５】
しかし、ホルダおよび燃料電池スタックの間で熱膨張率が相違する場合に燃料電池スタックの下面およびホルダの上面を平坦に形成すると、熱膨張率の相違に起因する応力によってガスシール材が容易に剥離し、これによってガスが燃料電池ユニットの外部に漏れるという問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
なお、燃料電池セル，セル支持板，マニホールドおよびガスシール材からなるガス遮断技術に関する特許文献１では、セル支持板に設けられたスリットに燃料電池セルの端部を挿入し、挿入された端部の周囲にガスシール材を流入させることで、燃料電池セルとセル支持板との間にガスシールを施すようにしている。また、上面一面に開口部を持つマニホールドにセル支持板を嵌め込み、マニホールドとセル支持板との隙間にガスシール材を充填させることで、セル支持板とマニホールドとの間にガスシールを施すようにしている。
【０００８】
しかし、特許文献１では、シール面積が燃料電池セルの形状に依存するため、シール面積を小さくすることができない。また、シール面積が大きいと燃料電池セルへの熱応力が大きくなり、燃料電池セルが破壊されるおそれがある。さらに、特許文献１では、燃料電池セルとセル支持板とを直接ガスシールするため、セル支持板からの熱応力により燃料電池セルが破壊される。また、燃料電池セルの重量が大きいと、セル支持板が破壊される。
【０００９】
それゆえに、この発明の主たる目的は、熱膨張率の異なる２つの部材の間からのガス漏れを防止することができる、燃料電池ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の燃料電池ユニット(10, 20, 30, 40：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、第１熱膨張率を有する第１部材(16a~16b, 26a~26c, 34, 44)に設けられた第１給気孔(HL1a~HL2a, HL1b~HL2b, HL11a~HL14a, HL11b~HL14b, HL11c~HL14c, HL21, HL31~HL35, HL41)と第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有する第２部材(12, 14a~14b, 22, 24a~24c, 32, 42)に設けられかつ第１給気孔と連通する第２給気孔(PH1a~PH2a, PH1b~PH2b, MF1~MF2, PH11a~PH14a, PH11b~PH14b, PH11c~PH14c, MF11~MF14, MF21, MF31~MF35, MF41)とを経て取り込まれたガスに基づいて電力を発生する燃料電池ユニット(10, 20, 30, 40)であって、第１部材は第１給気孔の開口がその底面に形成された凹部(CC1a~CC2a, CC1b~CC2b, CC11a, CC12a, CC14a, CC113b, CC12b, CC14b, CC11c~CC14c, CC21, CC31)を有し、第２部材は第２給気孔の開口がその頂面に形成されかつ凹部と嵌合する凸部(CV1a~CV2a, CV1b~CV2b, CV11a, CV12a, CV14a, CV113b, CV12b, CV14b, CV11c~CV14c, CV21, CV31)を有し、凹部の内周面と凸部の外周面との間に充填されたシール材(181a~182a, 181b~182b, 281a, 282a, 284a, 2813b, 282b, 284b, 281c~284c, 36, 46)をさらに備える。
【００１１】
好ましくは、第２部材は燃料電池セル(12cl, 22cl, 32, 42)であり、第１部材は燃料電池セルを保持するホルダである。
【００１２】
好ましくは、第１部材は燃料電池セル(12cl, 22cl, 32, 42)を保持するホルダであり、第２部材は燃料電池セルの主成分と同じ主成分を有して燃料電池セルとホルダとの間に挿入されるアダプタ(14a~14b, 24a~24c)である。
【００１３】
好ましくは、ガスは有酸素ガスおよび水素ガスを含み、第１給気孔は有酸素ガスおよび水素ガスをそれぞれ供給する第１有酸素ガス供給孔(HL1a, HL1b, HL11a, HL13a, HL11b, HL13b, HL11c, HL13c)および第１水素ガス供給孔(HL2a, HL2b, HL12a, HL14a, HL12b, HL14b, HL12c, HL14c)を含み、第２給気孔は第１有酸素ガス供給孔および第１水素ガス供給孔とそれぞれ連通する第２有酸素ガス供給孔(PH1a, PH1b, PH11a, PH13a, PH11b, PH13b, PH11c, PH13c)および第２水素ガス供給孔(PH2a, PH2b, PH12a, PH14a, PH12b, PH14b, PH12c, PH14c)を含む。
【００１４】
好ましくは、シール材はガラス材を含む。
【００１５】
或る局面では、ガラス材は結晶化ガラスおよび非晶質ガラスのいずれか一方である。
【００１６】
他の局面では、シール材はフィラーをさらに含む。
【発明の効果】
【００１７】
第１部材には、第１給気孔の開口が形成された底面を有する凹部が設けられる。また、第２部材には、第２給気孔の開口が形成された頂面を有して凹部と嵌合する凸部が設けられる。さらに、第２部材の熱膨張率は第１部材の熱膨張率よりも低く、シール部材は凹部の内周面と凸部の外周面との間に充填される。
【００１８】
熱膨張率の相違から、温度低下時に凹部の内周面が内側へ移動する量は温度低下時に凸部の外周面が内側に移動する量よりも大きい。凹部の内周面と凸部の外周面とによって挟まれたシール部材に掛かる圧力は、温度低下に伴って増大する。
【００１９】
したがって、ガスシール形成時（高温時）を基準に凹部および凸部のサイズを決めることで、燃料電池ユニットが動作状態および停止状態のいずれにあるかに関係なく、凹部および凸部の間からの空気または水素ガスの漏えいを確実に防止することができる。
【００２０】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この実施例の燃料電池ユニットの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す燃料電池ユニットを分解した状態を示す図解図である。
【図３】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成するホルダを上から眺めた状態を示す平面図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成するホルダの或る断面を示す断面図であり、（Ｃ）は燃料電池ユニットを構成するホルダの他の断面を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め下から眺めた状態を示す斜視図である。
【図５】燃料電池ユニットを構成するホルダ，板材およびガスシール材の位置関係を示す図解図である。
【図６】（Ａ）は燃料電池ユニットが動作しているときのホルダ，板材およびガスシール材の位置関係を示す図解図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットが停止しているときのホルダ，板材およびガスシール材の位置関係を示す図解図であり、（Ｃ）は板材に形成された凸部とホルダに形成された凹部との位置関係を示す拡大図である。
【図７】他の実施例の燃料電池ユニットを分解した状態の一部を示す図解図である。
【図８】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め下から眺めた状態を示す斜視図である。
【図９】その他の実施例の燃料電池ユニットの外観を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す燃料電池ユニットを分解した状態を示す図解図である。
【図１１】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成するホルダを示す平面図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成するホルダの或る断面を示す断面図であり、（Ｃ）は燃料電池ユニットを構成するホルダの他の断面を示す断面図である。
【図１２】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め下から眺めた状態を示す斜視図である。
【図１３】さらにその他の実施例の燃料電池ユニットを分解した状態の一部を示す図解図である。
【図１４】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め下から眺めた状態を示す斜視図である。
【図１５】他の実施例の燃料電池ユニットを分解した状態の一部を示す図解図である。
【図１６】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成する板材を斜め下から眺めた状態を示す斜視図である。
【図１７】その他の実施例の燃料電池ユニットの外観を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示す燃料電池ユニットを分解した状態を示す図解図である。
【図１９】（Ａ）は燃料電池ユニットを構成するホルダを示す平面図であり、（Ｂ）は燃料電池ユニットを構成するホルダの或る断面を示す断面図である。
【図２０】（Ａ）は燃料電池セルを示す正面から眺めた状態を示す正面図であり、（Ｂ）は燃料電池セルを下から眺めた状態を示す下面図である。
【図２１】さらにその他の実施例の燃料電池ユニットを分解した状態を示す図解図である。
【図２２】他の実施例の燃料電池ユニットを構成するホルダの構造を示す図解図である。
【図２３】他の実施例の燃料電池ユニットを構成する燃料電池セルの構造を示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１および図２を参照して、この実施例の燃料電池ユニット１０は、固体酸化物形（ＳＯＦＣ形）の燃料電池ユニットであり、立方体状の燃料電池スタック１２とこれを保持する板状のホルダ１６ａとを含む。また、燃料電池スタック１２とホルダ１６ａとの間には、アダプタとして機能する板材１４ａが挿入される。なお、この実施例では、燃料電池ユニット１０の幅方向，奥行き方向および高さ方向にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸を割り当てる。また、図面上は省略しているが、燃料電池スタック１２には電極が設けられている（他の実施例においても同じ）。
【００２３】
板材１４ａの主面（＝Ｚ軸に直交する面）のサイズは燃料電池スタック１２の主面（＝Ｚ軸に直交する面）のサイズと一致し、板材１４ａの側面（＝Ｘ軸およびＹ軸の各々に直交する面）が燃料電池スタック１２の側面（＝Ｘ軸およびＹ軸の各々に直交する面）に対して面一となるように燃料電池スタック１２の下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）に装着される。また、ホルダ１６ａの主面（＝Ｚ軸に直交する面）のサイズは燃料電池スタック１２および板材１４ａの主面のサイズよりも大きく、板材１４ａはホルダ１６ａの主面の中央に設けられる。
【００２４】
図２および図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照して、ホルダ１６ａの上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）には、凹部ＣＣ１ａおよびＣＣ２ａが形成される。凹部ＣＣ１ａは、上面中央よりもＹ軸方向における正側の位置をＸ軸に沿って延び、凹部ＣＣ２ａは上面中央よりもＸ軸方向における負側の位置をＹ軸に沿って延びる。ホルダ１６ａにはまた、外部から取り込まれた空気を燃料電池スタック１２に供給するための給気孔ＨＬ１ａと外部から取り込まれた水素ガスを燃料電池スタック１２に供給するための給気孔ＨＬ２ａとが設けられる。給気孔ＨＬ１ａの一方端は凹部ＣＣ１ａの底面で開口し、給気孔ＨＬ２ａの一方端は凹部ＣＣ２ａの底面で開口する。
【００２５】
図２および図４（Ａ）〜図４（Ｂ）を参照して、板材１４ａの下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には、凸部ＣＶ１ａおよびＣＶ２ａが形成される。凸部ＣＶ１ａは、下面中央よりもＹ軸方向における正側の位置をＸ軸に沿って延び、凸部ＣＶ２ａは下面中央よりもＸ軸方向における負側の位置をＹ軸に沿って延びる。板材１４ａにはまた、その上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）から下面に達する貫通孔ＰＨ１ａおよびＰＨ２ａが設けられる。
【００２６】
貫通孔ＰＨ１ａおよびＰＨ２ａの各々の一方端は板材１４ａの上面で開口し、貫通孔ＰＨ１ａの他方端は凸部ＣＶ１ａの頂面で開口し、貫通孔ＰＨ２ａの他方端は凸部ＣＶ２ａの頂面で開口する。
【００２７】
凹部ＣＣ１ａの幅および長さは凹部ＣＣ２ａの幅および長さと一致し、凸部ＣＶ１ａの幅および長さも凸部ＣＶ２ａの幅および長さと一致する。また、凹部ＣＣ１ａの深さは、凸部ＣＶ１ａの高さと一致し、凹部ＣＣ２ａの深さは、凸部ＣＶ２ａの高さと一致する。さらに、給気孔ＨＬ１ａの一方端の開口の大きさは貫通孔ＰＨ１ａの他方端の開口の大きさと一致し、給気孔ＨＬ２ａの一方端の開口の大きさは貫通孔ＰＨ２ａの他方端の開口の大きさと一致する。
【００２８】
また、凹部ＣＣ１ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線と凹部ＣＣ２ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線との交点を“第１交点”と定義し、凸部ＣＶ１ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線と凸部ＣＶ２ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線との交点を“第２交点”と定義したとき、第１交点から給気孔ＨＬ１ａの一方端の開口までの距離は第２交点から貫通孔ＰＨ１ａの他方端までの距離と一致し、第１交点から給気孔ＨＬ２ａの一方端の開口までの距離は第２交点から貫通孔ＰＨ２ａの他方端の開口までの距離と一致する。
【００２９】
ただし、凹部ＣＣ１ａの幅および長さは凸部ＣＶ１ａの幅および長さよりも僅かに大きく、凹部ＣＣ２ａの幅および長さは凸部ＣＶ２ａの幅および長さよりも僅かに大きい。したがって、凸部ＣＶ１ａおよびＣＶ２ａが凹部ＣＣ１ａおよびＣＣ２ａとそれぞれ嵌合するように板材１４ａをホルダ１６ａに載置すると、給気孔ＨＬ１ａおよびＨＬ２ａはそれぞれ貫通孔ＰＨ１ａおよびＰＨ２ａと連通し、凸部ＣＶ１ａの外周面と凹部ＣＣ１ａの内周面との間に僅かな隙間が形成される。
【００３０】
図２および図５を参照して、凸部ＣＶ１ａの外周面と凹部ＣＣ１ａの内周面との隙間には、ガスシール材１８１ａが充填される。また、凸部ＣＶ２ａの外周面と凹部ＣＣ２ａの内周面との隙間には、ガスシール材１８２ａが充填される。給気孔ＨＬ１ａによって供給された空気は貫通孔ＰＨ１ａを経て上方に伝播され、給気孔ＨＬ２ａによって供給された水素ガスは貫通孔ＰＨ２ａを経て上方に伝播されるところ、ホルダ１６ａと板材１４ａとの間からの空気または水素ガスの漏えいは、こうして充填されたガスシール材１８１ａおよび１８２ａによって防止される。
【００３１】
図２に示すように、燃料電池スタック１２は、Ｚ軸方向に積層された複数の燃料電池セル１２ｃｌ，１２ｃｌ，…と、最上位の燃料電池セル１２ｃｌに積層されたエンドプレート１２ｅｐとによって構成される。
【００３２】
複数の燃料電池セル１２ｃｌ，１２ｃｌ，…の各々には、空気用のマニホールドＭＦ１と水素ガス用のマニホールドＭＦ２とが形成される。マニホールドＭＦ１およびＭＦ２の各々の位置およびサイズは、複数の燃料電池セル１２ｃｌ，１２ｃｌ，…の間で共通する。したがって、Ｚ軸方向から眺めたとき、複数のマニホールドＭＦ１，ＭＦ１，…は互いに連通し、複数のマニホールドＭＦ２，ＭＦ２，…もまた互いに連通する。
【００３３】
また、Ｚ軸方向から眺めたとき、マニホールドＭＦ１が形成された位置は貫通孔ＰＨ１ａが形成された位置と一致し、マニホールドＭＦ２が形成された位置は貫通孔ＰＨ２ａが形成された位置と一致する。したがって、給気孔ＨＬ１ａは貫通孔ＰＨ１ａを介してマニホールドＭＦ１と連通し、給気孔ＨＬ２ａは貫通孔ＰＨ２ａを介してマニホールドＭＦ２と連通する。
【００３４】
空気は、給気孔ＨＬ１ａ，貫通孔ＰＨ１ａおよびマニホールドＭＦ１を経て空気極に供給される。また、水素ガスは、給気孔ＨＬ２ａ，貫通孔ＰＨ２ａおよびマニホールドＭＦ２を経て燃料極に供給される。供給された空気および水素ガスには、化学式１および２に従う化学反応が生じる。この結果、燃料電池スタック１２からプラス電圧およびマイナス電圧が発生する。なお、燃料電池スタック１２の動作温度は６００℃〜８５０℃を示す。
［化１］
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−
［化２］
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
【００３５】
燃料電池スタック１２および板材１４ａはセラミック（たとえば３ＹＳＺ）を主成分とする一方、ホルダ１６ａは金属（たとえばフェライト系合金）を主成分とする。したがって、ホルダ１６ａの熱膨張率は、燃料電池スタック１２および板材１４ａの各々の熱膨張率よりも大きい。具体的には、前者の熱膨張率は、１×１０−６／℃未満の範囲で後者の熱膨張率を上回る。
【００３６】
また、ガスシール材１８１ａおよび１８２ａは結晶化ガラスを主成分とし、７００℃近傍で軟化する。軟化したガスシール材１８１ａは凸部ＣＶ１ａの外周面および凹部ＣＣ１ａの内周面に密着し、軟化したガスシール材１８２ａは凸部ＣＶ２ａの外周面および凹部ＣＣ２ａの内周面に密着する。また、軟化したガスシール材１８１ａおよび１８２ａは、９００℃で結晶化する。
【００３７】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を参照して、凸部ＣＶ１ａの外周面と凹部ＣＣ１ａの内周面との隙間の大きさは、ガスシール材１８１ａの結晶化温度において略一致する大きさに調整される。同様に、凸部ＣＶ２ａの外周面と凹部ＣＣ２ａの内周面との隙間の大きさは、ガスシール材１８２ａの結晶化温度において略一致する大きさに調整される。
【００３８】
ガスシール材１８１ａおよび１８２ａの結晶化後、燃料電池スタック１２が室温まで低下すると、板材１４ａの熱膨張係数とホルダ１６ａの熱膨張係数の相違に起因して、凸部ＣＶ１ａの外周面と凹部ＣＣ１ａの内周面との隙間および凸部ＣＶ２ａの外周面と凹部ＣＣ２ａの内周面との隙間が狭まる。つまり、ホルダ１６ａは板材１４ａよりも大きく縮み、凹部ＣＣ１ａの内周面および凹部ＣＣ２ａの内周面がそれぞれ凸部ＣＶ１ａの外周面および凸部ＣＶ２ａの外周面に近づく。ガスシール材１８１ａには凸部ＣＶ１ａの外周面と凹部ＣＣ１ａの内周面とによって圧縮応力が掛かり、ガスシール材１８２ａには凸部ＣＶ２ａの外周面と凹部ＣＣ２ａの内周面とによって圧縮応力が掛かる。また、燃料電池スタック１２の動作温度下であっても、ガスシール材１８１ａおよび１８２ａの結晶化温度より低いことから、ガスシール材１８１ａには凸部ＣＶ１ａの外周面と凹部ＣＣ１ａの内周面とによって継続して圧縮応力が掛かり、ガスシール材１８２ａには凸部ＣＶ２ａの外周面と凹部ＣＣ２ａの内周面とによって継続して圧縮応力が掛かることになり、室温下でも動作温度下でもガスシール性能が維持される。
【００３９】
以上の説明から分かるように、ホルダ１６ａは給気孔ＨＬ１ａおよびＨＬ２ａを有し、板材１４ａは貫通孔ＰＨ１ａおよびＰＨ２ａを有する。また、ホルダ１６ａの熱膨張率は、板材１４ａの熱膨張率よりも高い。外部から取り込まれた空気は、給気孔ＨＬ１ａおよび貫通孔ＰＨ１ａを経て燃料電池スタック１２に供給される。また、外部から取り込まれた水素ガスは、給気孔ＨＬ２ａおよび貫通孔ＰＨ２ａを経て燃料電池スタック１２に供給される。燃料電池スタック１２は、こうして供給された空気および水素ガスに基づいて電力を発生する。
【００４０】
ここで、ホルダ１６ａは、給気孔ＨＬ１ａおよびＨＬ２ａの開口がその底面に形成された凹部ＣＣ１ａおよびＣＣ２ａを有する。また、板材１４ａは、貫通孔ＰＨ１ａおよびＰＨ２ａの開口がその頂面に形成されかつ凹部ＣＣ１ａおよびＣＣ２ａと嵌合する凸部ＣＶ１ａおよびＣＶ２ａを有する。ガスシール材１８１ａは凹部ＣＣ１ａの内周面と凸部ＣＶ１ａの外周面との間に充填され、ガスシール材１８２ａは凹部ＣＣ２ａの内周面と凸部ＣＶ２ａの外周面との間に充填される。
【００４１】
ホルダ１６ａと板材１４ａとの間の熱膨張率の相違から、温度低下時に凹部ＣＣ１ａおよびＣＣ２ａの内周面が内側へ移動する量は、温度低下時に凸部ＣＶ１ａおよびＣＶ２ａの外周面が内側に移動する量よりも大きい。凹部ＣＣ１ａの内周面と凸部ＣＶ１ａの外周面とによって挟まれたガスシール材１８１ａに掛かる圧力は温度低下に伴って増大し、凹部ＣＣ２ａの内周面と凸部ＣＶ２ａの外周面とによって挟まれたガスシール材１８２ａに掛かる圧力も温度低下に伴って増大する。
【００４２】
したがって、ガスシール形成時（高温時）を基準に凹部ＣＣ１ａ，ＣＣ２ａおよび凸部ＣＶ１ａ，ＣＶ２ａのサイズを決めることで、燃料電池ユニット１０が動作状態および停止状態のいずれにあるかに関係なく、ホルダ１６ａおよび板材１４ａの間からの空気または水素ガスの漏えいを確実に防止することができる。また、凹部ＣＣ２ａおよび凸部ＣＶ２ａが凹部ＣＣ１ａおよび凸部ＣＶ１ａから離れた位置に形成されるため、空気と水素ガスとの混合を防止することができる。
【００４３】
図７，図８（Ａ）〜図８（Ｂ）を参照して、他の実施例の燃料電池ユニット１０は、板材１４ａに代えて板材１４ｂが採用され、ホルダ１６ａに代えてホルダ１６ｂが採用され、そしてガスシール材１８１ａおよび１８２ａに代えてガスシール材１８１ｂおよび１８２ｂが採用される点を除き、図１に示す燃料電池ユニット１０と同じである。このため、同様の構造に関する重複した説明はできる限り省略する。
【００４４】
ホルダ１６ｂの上面には、Ｚ軸に直交する断面が真円をなす凹部ＣＣ１ｂおよびＣＣ２ｂが形成される。ホルダ１６ｂにはまた、外部から取り込まれた空気を燃料電池スタック１２に供給するための給気孔ＨＬ１ｂと外部から取り込まれた水素ガスを燃料電池スタック１２に供給するための給気孔ＨＬ２ｂとが設けられる。
【００４５】
ここで、給気孔ＨＬ１ｂの一方端の開口の位置および大きさは、図２に示す給気孔ＨＬ１ａの一方端の開口の位置および大きさと一致する。同様に、給気孔ＨＬ２ｂの一方端の開口の位置および大きさは、図２に示す給気孔ＨＬ２ａの一方端の開口の位置および大きさと一致する。また、凹部ＣＣ１ｂの位置は給気孔ＨＬ１ｂの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１ｂの底面の大きさは給気孔ＨＬ１ｂの一方端の開口の大きさを上回る。同様に、凹部ＣＣ２ｂの位置は給気孔ＨＬ２ｂの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ２ｂの底面の大きさは給気孔ＨＬ２ｂの一方端の開口の大きさを上回る。したがって、給気孔ＨＬ１ｂの一方端は凹部ＣＣ１ｂの底面で開口し、給気孔ＨＬ２ｂの一方端は凹部ＣＣ２ｂの底面で開口する。
【００４６】
図８（Ａ）〜図８（Ｂ）を参照して、板材１４ｂの下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には、Ｚ軸に直交する断面が真円をなす凸部ＣＶ１ｂおよびＣＶ２ｂが形成される。板材１４ｂにはまた、その上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）から下面に達する貫通孔ＰＨ１ｂおよびＰＨ２ｂが形成される。
【００４７】
貫通孔ＰＨ１ｂの位置および大きさは図２に示す貫通孔ＰＨ１ａの位置および大きさと一致し、貫通孔ＰＨ２ｂの位置および大きさは図２に示す貫通孔ＰＨ２ａの位置および大きさと一致する。また、凸部ＣＶ１ｂの位置は貫通孔ＰＨ１ｂの位置と一致し、凸部ＣＶ１ｂの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１ｂの開口の大きさを上回る。同様に、凸部ＣＶ２ｂの位置は貫通孔ＰＨ２ｂの位置と一致し、凸部ＣＶ２ｂの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ２ｂの開口の大きさを上回る。
【００４８】
したがって、貫通孔ＰＨ１ｂおよびＰＨ２ｂの各々の一方端は板材１４ｂの上面で開口し、貫通孔ＰＨ１ｂの他方端および貫通孔ＰＨ２ｂの他方端はそれぞれ凸部ＣＶ１ｂの頂面および凸部ＣＶ２ｂの頂面で開口する。また、凸部ＣＶ１ｂの高さは凹部ＣＣ１ｂの深さと一致し、凸部ＣＶ２ｂの高さは凹部ＣＣ２ｂの深さと一致する。
【００４９】
ただし、凹部ＣＣ１ｂをなす真円の直径は凸部ＣＶ１ｂをなす真円の直径よりも僅かに大きく、凹部ＣＣ２ｂをなす真円の直径は凸部ＣＶ２ｂをなす真円の直径よりも僅かに大きい。したがって、凸部ＣＶ１ｂおよびＣＶ２ｂが凹部ＣＣ１ｂおよびＣＣ２ｂと嵌合するように板材１４ｂをホルダ１６ｂに載置したとき、給気孔ＨＬ１ｂおよびＨＬ２ｂはそれぞれ貫通孔ＰＨ１ｂおよびＰＨ２ｂと連通する。凸部ＣＶ１ｂの外周面と凹部ＣＣ１ｂの内周面との間には僅かな隙間が形成され、凸部ＣＶ２ｂの外周面と凹部ＣＣ２ｂの内周面との間にも僅かな隙間が形成される。
【００５０】
凸部ＣＶ１ｂの外周面と凹部ＣＣ１ｂの内周面との隙間にはガスシール材１８１ｂが充填され、凸部ＣＶ２ｂの外周面と凹部ＣＣ２ｂの内周面との隙間にはガスシール材１８２ｂが充填される。
【００５１】
給気孔ＨＬ１ｂから取り込まれた空気は貫通孔ＰＨ１ｂを経て上方に伝播され、給気孔ＨＬ２ｂから取り込まれた水素ガスは貫通孔ＰＨ２ｂを経て上方に伝播されるところ、ホルダ１６ｂと板材１４ｂとの間からの空気の漏えいはガスシール材１８１ｂによって回避され、ホルダ１６ｂと板材１４ｂとの間からの水素ガスの漏えいはガスシール材１８２ｂによって回避される。また、この実施例でも凹部ＣＣ２ｂおよび凸部ＣＶ２ｂが凹部ＣＣ１ｂおよび凸部ＣＶ１ｂから離れた位置に形成されるため、空気と水素ガスとの混合を防止することができる。
【００５２】
図９および図１０を参照して、その他の実施例の燃料電池ユニット２０もまた固体酸化物形の燃料電池ユニットであり、立方体状の燃料電池スタック２２とこれを保持する板状のホルダ２６ａとを含む。また、燃料電池スタック２２とホルダ２６ａとの間には、アダプタとして機能する板材２４ａが挿入される。なお、この実施例においても、燃料電池ユニット２０の幅方向，奥行き方向および高さ方向にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸を割り当てる。
【００５３】
板材２４ａの主面（＝Ｚ軸に直交する面）のサイズは燃料電池スタック２２の主面（＝Ｚ軸に直交する面）のサイズと一致し、板材２４ａの側面（＝Ｘ軸およびＹ軸の各々に直交する面）が燃料電池スタック２２の側面（＝Ｘ軸およびＹ軸の各々に直交する面）に対して面一となすように燃料電池スタック２２の下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）に装着される。また、ホルダ２６ａの主面（＝Ｚ軸に直交する面）のサイズは燃料電池スタック２２および板材２４ａの主面のサイズよりも大きく、板材２４ａはホルダ２６ａの主面の中央に設けられる。
【００５４】
図１０および図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）を参照して、ホルダ２６ａの上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）には、Ｙ軸方向における中央位置をＸ軸に沿って延びる凹部ＣＣ１１ａと、Ｘ軸方向における中央位置でかつＹ軸方向において凹部ＣＣ１１ａよりも負側の位置をＹ軸に沿って延びる凹部ＣＣ１２ａと、Ｘ軸方向における中央位置でかつＹ軸方向において凹部ＣＣ１１ａよりも正側の位置をＹ軸に沿って延びる凹部ＣＣ１４ａとが形成される。ホルダ２６ａにはまた、外部から取り込まれた空気を燃料電池スタック２２に供給するための給気孔ＨＬ１１ａおよびＨＬ１３ａと、外部から取り込まれた水素ガスを燃料電池スタック２２に供給するための給気孔ＨＬ１２ａおよびＨＬ１４ａとが設けられる。
【００５５】
給気孔ＨＬ１１ａおよびＨＬ１３ａの各々の一方端は凹部ＣＣ１１ａの底面で開口し、給気孔ＨＬ１２ａの一方端は凹部ＣＣ１２ａの底面で開口し、給気孔ＨＬ１４ａの一方端は凹部ＣＣ１４ａの底面で開口する。なお、給気孔ＨＬ１１ａの一方端の開口はＸ軸方向の正側に位置し、給気孔ＨＬ１３ａの一方端の開口はＸ軸方向の負側に位置する。
【００５６】
図１０および図１２（Ａ）〜図１２（Ｂ）を参照して、板材２４ａの下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には、Ｙ軸方向における中央位置をＸ軸に沿って延びる凸部ＣＶ１１ａと、Ｘ軸方向における中央位置でかつＹ軸方向において凸部ＣＶ１１ａよりも負側の位置をＹ軸に沿って延びる凸部ＣＶ１２ａと、Ｘ軸方向における中央位置でかつＹ軸方向において凸部ＣＶ１１ａよりも正側の位置をＹ軸に沿って延びる凸部ＣＶ１４ａとが形成される。板材２４ａにはまた、その上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）から下面に達する貫通孔ＰＨ１１ａ〜ＰＨ１４ａが設けられる。
【００５７】
貫通孔ＰＨ１１ａ〜ＰＨ１４ａの各々の一方端は板材２４ａの上面で開口し、貫通孔ＰＨ１１ａおよびＰＨ１３ａの各々の他方端は凸部ＣＶ１１ａの頂面で開口し、貫通孔ＰＨ１２ａの他方端は凸部ＣＶ１２ａの頂面で開口し、貫通孔ＰＨ１４ａの他方端は凸部ＣＶ１４ａの頂面で開口する。なお、貫通孔ＰＨ１１ａの他方端はＸ軸方向の正側の位置で開口し、貫通孔ＰＨ１３ａの他方端はＸ軸方向の負側の位置で開口する。
【００５８】
凹部ＣＣ１１ａの深さは、凸部ＣＶ１１ａの高さと一致する。また、給気孔ＨＬ１１ａの一方端の開口の大きさは貫通孔ＰＨ１１ａの他方端の開口の大きさと一致し、給気孔ＨＬ１２ａの一方端の開口の大きさは貫通孔ＰＨ１２ａの他方端の開口の大きさと一致し、給気孔ＨＬ１３ａの一方端の開口の大きさは貫通孔ＰＨ１３ａの他方端の開口の大きさと一致し、給気孔ＨＬ１４ａの一方端の開口の大きさは貫通孔ＰＨ１４ａの他方端の開口の大きさと一致する。
【００５９】
さらに、凹部ＣＣ１１ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線と凹部ＣＣ１２ａおよびＣＣ１４ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線との交点を“第３交点”と定義し、凸部ＣＶ１１ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線と凸部ＣＶ１２ａおよびＣＶ１４ａの幅方向中央をその長さ方向に延びる直線との交点を“第４交点”と定義したとき、第３交点から給気孔ＨＬ１１ａの一方端の開口までの距離は第４交点から貫通孔ＰＨ１１ａの他方端までの距離と一致し、第３交点から給気孔ＨＬ１２ａの一方端の開口までの距離は第４交点から貫通孔ＰＨ１２ａの他方端の開口までの距離と一致する。
【００６０】
同様に、第３交点から給気孔ＨＬ１３ａの一方端の開口までの距離は第４交点から貫通孔ＰＨ１３ａの他方端までの距離と一致し、第３交点から給気孔ＨＬ１４ａの一方端の開口までの距離は第４交点から貫通孔ＰＨ１４ａの他方端の開口までの距離と一致する。
【００６１】
ただし、凹部ＣＣ１１ａの幅および長さは凸部ＣＶ１１ａの幅および長さよりも僅かに大きく、凹部ＣＣ１２ａの幅および長さは凸部ＣＶ１２ａの幅および長さよりも僅かに大きく、凹部ＣＣ１４ａの幅および長さは凸部ＣＶ１４ａの幅および長さよりも僅かに大きい。
【００６２】
したがって、凸部ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａおよびＣＶ１４ａが凹部ＣＣ１１ａ，ＣＣ１２ａおよびＣＣ１４ａとそれぞれ嵌合するように板材２４ａをホルダ２６ａに載置すると、給気孔ＨＬ１１ａ〜ＨＬ１４ａはそれぞれ貫通孔ＰＨ１１ａ〜ＰＨ１４ａと連通し、凸部ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａおよびＣＶ１４ａの外周面と凹部ＣＣ１１ａ，ＣＣ１２ａおよびＣＣ１４ａの内周面との間に僅かな隙間が形成される。
【００６３】
図１０を参照して、凸部ＣＶ１１ａの外周面と凹部ＣＣ１１ａの内周面との隙間にはガスシール材２８１ａが充填され、凸部ＣＶ１２ａの外周面と凹部ＣＣ１２ａの内周面との隙間にはガスシール材２８２ａが充填され、凸部ＣＶ１４ａの外周面と凹部ＣＣ１４ａの内周面との隙間にはガスシール材２８４ａが充填される。給気孔ＨＬ１１ａおよびＨＬ１３ａによって供給された空気は貫通孔ＰＨ１１ａおよびＰＨ１３ａを経て上方に伝播され、給気孔ＨＬ１２ａおよびＨＬ１４ａによって供給された水素ガスは貫通孔ＰＨ１２ａおよびＰＨ１４ａを経て上方に伝播されるところ、ホルダ２６ａと板材２４ａとの間からの空気または水素ガスの漏えいは、こうして充填されたガスシール材２８１ａ，２８２ａおよび２８４ａによって防止される。
【００６４】
また、図１０を参照して、燃料電池スタック２２は、Ｚ軸方向に積層された複数の燃料電池セル２２ｃｌ，２２ｃｌ，…と、最上位の燃料電池セル２２ｃｌに積層されたエンドプレート２２ｅｐとによって構成される。
【００６５】
複数の燃料電池セル２２ｃｌ，２２ｃｌ，…の各々には、空気用のマニホールドＭＦ１１およびＭＦ１３と水素ガス用のマニホールドＭＦ１２およびＭＦ１４とが形成される。マニホールドＭＦ１１〜ＭＦ１４の各々の位置およびサイズは、複数の燃料電池セル２２ｃｌ，２２ｃｌ，…の間で共通する。したがって、Ｚ軸方向から眺めたとき、複数のマニホールドＭＦ１１，ＭＦ１１，…は互いに連通し、複数のマニホールドＭＦ１２，ＭＦ１２，…も互いに連通する。同様に、複数のマニホールドＭＦ１３，ＭＦ１３，…も互いに連通し、複数のマニホールドＭＦ１４，ＭＦ１４，…もまた互いに連通する。
【００６６】
また、Ｚ軸方向から眺めたとき、マニホールドＭＦ１１が形成された位置は貫通孔ＰＨ１１ａが形成された位置と一致し、マニホールドＭＦ１２が形成された位置は貫通孔ＰＨ１２ａが形成された位置と一致し、マニホールドＭＦ１３が形成された位置は貫通孔ＰＨ１３ａが形成された位置と一致し、マニホールドＭＦ１４が形成された位置は貫通孔ＰＨ１４ａが形成された位置と一致する。
【００６７】
したがって、給気孔ＨＬ１１ａは貫通孔ＰＨ１１ａを介してマニホールドＭＦ１１と連通し、給気孔ＨＬ１２ａは貫通孔ＰＨ１２ａを介してマニホールドＭＦ１２と連通し、給気孔ＨＬ１３ａは貫通孔ＰＨ１３ａを介してマニホールドＭＦ１３と連通し、給気孔ＨＬ１４ａは貫通孔ＰＨ１４ａを介してマニホールドＭＦ１４と連通する。
【００６８】
空気は、給気孔ＨＬ１１ａ，貫通孔ＰＨ１１ａおよびマニホールドＭＦ１１を経て空気極に供給されるとともに、給気孔ＨＬ１３ａ，貫通孔ＰＨ１３ａおよびマニホールドＭＦ１３を経て別の空気極に供給される。また、水素ガスは、給気孔ＨＬ１２ａ，貫通孔ＰＨ１２ａおよびマニホールドＭＦ１２を経て燃料極に供給されるとともに、給気孔ＨＬ１４ａ，貫通孔ＰＨ１４ａおよびマニホールドＭＦ１４を経て別の燃料極に供給される。
【００６９】
供給された空気および水素ガスには、上述した化学式１および２に従う化学反応が生じる。この結果、燃料電池スタック２２からプラス電圧およびマイナス電圧が発生する。
【００７０】
この実施例においても、燃料電池スタック２２および板材２４ａはセラミック（たとえば３ＹＳＺ）を主成分とする一方、ホルダ２６ａは金属（たとえばフェライト系合金）を主成分とする。したがって、ホルダ２６ａの熱膨張率は、燃料電池スタック２２および板材２４ａの各々の熱膨張率よりも大きい。具体的には、前者の熱膨張率は、１×１０−６／℃未満の範囲で後者の熱膨張率を上回る。
【００７１】
また、ガスシール材２８１ａ，２８２ａおよび２８４ａは、結晶化ガラスを主成分とし、７００℃近傍で軟化する。軟化したガスシール材２８１ａは凸部ＣＶ１１ａの外周面および凹部ＣＣ１１ａの内周面に密着し、軟化したガスシール材２８２ａは凸部ＣＶ１２ａの外周面および凹部ＣＣ１２ａの内周面に密着し、軟化したガスシール材２８４ａは凸部ＣＶ１４ａの外周面および凹部ＣＣ１４ａの内周面に密着する。また、軟化したガスシール材２８１ａ，２８２ａおよび２８４ａは、９００℃で結晶化する。
【００７２】
この実施例においても、ホルダ２６ａと板材２４ａとの間の熱膨張率の相違から、温度低下時に凹部ＣＣ１１ａ，ＣＣ１２ａおよびＣＣ１４ａの内周面が内側へ移動する量は、温度低下時に凸部ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａおよびＣＶ１４ａの外周面が内側に移動する量よりも大きく、ガスシール材２８１ａ，２８２ａおよび２８４ａに掛かる圧力は、温度低下に伴って増大する。
【００７３】
したがって、ガスシール形成時（高温時）を基準に凹部ＣＣ１１ａ，ＣＣ１２ａ，ＣＣ１４ａおよび凸部ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａ，ＣＶ１４ａのサイズを決めることで、燃料電池ユニット２０が動作状態および停止状態のいずれにあるかに関係なく、ホルダ２６ａおよび板材２４ａの間からの空気または水素ガスの漏えいを確実に防止することができる。
【００７４】
図１３，図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）を参照して、さらにその他の実施例の燃料電池ユニット２０は、板材２４ａに代えて板材２４ｂが採用され、ホルダ２６ａに代えてホルダ２６ｂが採用され、そしてガスシール材２８１ａ，２８２ａおよび２８４ａに代えてガスシール材２８１３ｂ，２８２ｂおよび２８４ｂが採用される点を除き、図９に示す燃料電池ユニット２０と同じである。このため、同様の構造に関する重複した説明はできる限り省略する。
【００７５】
ホルダ２６ｂの上面には、Ｚ軸に直交する断面が長方形をなしてＸ軸方向に延びる凹部ＣＣ１１３ｂと、Ｚ軸に直交する断面が真円をなす凹部ＣＣ１２ｂおよびＣＣ１４ｂとが形成される。ホルダ２６ｂにはまた、外部から取り込まれた空気を燃料電池スタック２２に供給するための給気孔ＨＬ１１ｂおよびＨＬ１３ｂと、外部から取り込まれた水素ガスを燃料電池スタック２２に供給するための給気孔ＨＬ１２ｂおよびＨＬ１４ｂとが設けられる。
【００７６】
ここで、給気孔ＨＬ１１ｂの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１１ａの一方端の開口の位置および大きさと一致し、給気孔ＨＬ１２ｂの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１２ａの一方端の開口の位置および大きさと一致する。また、給気孔ＨＬ１３ｂの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１３ａの一方端の開口の位置および大きさと一致し、給気孔ＨＬ１４ｂの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１４ａの一方端の開口の位置および大きさと一致する。
【００７７】
また、凹部ＣＣ１１３ｂの幅および長さは、図１０に示す凹部ＣＣ１１ａの幅および長さと一致する。凹部ＣＣ１２ｂの位置は給気孔ＨＬ１２ｂの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１２ｂの底面の大きさは給気孔ＨＬ１２ｂの一方端の開口の大きさを上回る。凹部ＣＣ１４ｂの位置は給気孔ＨＬ１４ｂの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１４ｂの底面の大きさは給気孔ＨＬ１４ｂの一方端の開口の大きさを上回る。
【００７８】
したがって、給気孔ＨＬ１１ｂおよびＨＬ１３ｂの各々の一方端は凹部ＣＣ１１３ｂの底面で開口し、給気孔ＨＬ１２ｂの一方端は凹部ＣＣ１２ｂの底面で開口し、給気孔ＨＬ１４ｂの一方端は凹部ＣＣ１４ｂの底面で開口する。
【００７９】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）を参照して、板材２４ｂの下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には、Ｚ軸に直交する断面が長方形をなしてＸ軸方向に延びる凸部ＣＶ１１３ｂと、Ｚ軸に直交する断面が真円をなす凸部ＣＶ１２ｂおよびＣＶ１４ｂとが形成される。
【００８０】
板材２４ｂにはまた、その上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）から下面に達する貫通孔ＰＨ１１ｂ〜ＰＨ１４ｂが形成される。貫通孔ＰＨ１１ｂの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１１ａの位置および大きさと一致し、貫通孔ＰＨ１２ｂの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１２ａの位置および大きさと一致する。同様に、貫通孔ＰＨ１３ｂの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１３ａの位置および大きさと一致し、貫通孔ＰＨ１４ｂの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１４ａの位置および大きさと一致する。
【００８１】
また、凸部ＣＶ１２ｂの位置は貫通孔ＰＨ１２ｂの位置と一致し、凸部ＣＶ１２ｂの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１２ｂの開口の大きさを上回る。同様に、凸部ＣＶ１４ｂの位置は貫通孔ＰＨ１４ｂの位置と一致し、凸部ＣＶ１４ｂの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１４ｂの開口の大きさを上回る。一方、凸部ＣＶ１１３ｂの幅および長さは、図１２（Ｂ）に示す凸部ＣＶ１１ａの幅および長さと一致する。
【００８２】
したがって、貫通孔ＰＨ１１ｂ〜ＰＨ１４ｂの各々の一方端は板材２４ｂの上面で開口し、貫通孔ＰＨ１２ｂの他方端および貫通孔ＰＨ１４ｂの他方端はそれぞれ凸部ＣＶ１２ｂの頂面および凸部ＣＶ１４ｂの頂面で開口する。また、貫通孔ＰＨ１１ｂの他方端および貫通孔ＰＨ１３ｂの他方端は凸部ＣＶ１１３ｂの頂面で開口する。
【００８３】
さらに、凸部ＣＶ１２ｂの高さは凹部ＣＣ１２ｂの深さと一致し、凸部ＣＶ１４ｂの高さは凹部ＣＣ１４ｂの深さと一致し、凸部ＣＶ１１３ｂの高さは凹部ＣＣ１１３ｂの深さと一致する。
【００８４】
ただし、凹部ＣＣ１２ｂをなす真円の直径は凸部ＣＶ１２ｂをなす真円の直径よりも僅かに大きく、凹部ＣＣ１４ｂをなす真円の直径は凸部ＣＶ１４ｂをなす真円の直径よりも僅かに大きい。また、凹部ＣＣ１１３ｂの幅および長さは、凸部ＣＶ１１３ｂの幅および長さよりも僅かに大きい。
【００８５】
したがって、凸部ＣＶ１２ｂ，ＣＶ１４ｂおよびＣＶ１１３ｂが凹部ＣＣ１２ｂ，ＣＣ１４ｂおよびＣＣ１１３ｂと嵌合するように板材２４ｂをホルダ２６ｂに載置したとき、給気孔ＨＬ１１ｂ〜ＨＬ１４ｂはそれぞれ貫通孔ＰＨ１１ｂ〜ＰＨ１４ｂと連通する。凸部ＣＶ１２ｂの外周面と凹部ＣＣ１２ｂの内周面との間には僅かな隙間が形成され、凸部ＣＶ１４ｂの外周面と凹部ＣＣ１４ｂの内周面との間にも僅かな隙間が形成される。さらに、凸部ＣＶ１１３ｂの外周面と凹部ＣＣ１１３ｂの内周面との間にもまた、僅かな隙間が形成される。
【００８６】
凸部ＣＶ１２ｂの外周面と凹部ＣＣ１２ｂの内周面との隙間には、ガスシール材２８２ｂが充填され、凸部ＣＶ１４ｂの外周面と凹部ＣＣ１４ｂの内周面との隙間には、ガスシール材２８４ｂが充填され、凸部ＣＶ１１３ｂの外周面と凹部ＣＣ１１３ｂの内周面との隙間には、ガスシール材２８１３ｂが充填される。
【００８７】
給気孔ＨＬ１１ｂおよびＨＬ１３ｂから取り込まれた空気は貫通孔ＰＨ１１ｂおよびＰＨ１３ｂを経て上方に伝播され、給気孔ＨＬ１２ｂおよびＨＬ１４ｂから取り込まれた水素ガスは貫通孔ＰＨ１２ｂおよびＰＨ１４ｂを経て上方に伝播されるところ、ホルダ２６ｂと板材２４ｂとの間からの空気の漏えいはガスシール材２８１３ｂによって回避され、ホルダ２６ｂと板材２４ｂとの間からの水素ガスの漏えいはガスシール材２８２ｂおよび２８４ｂによって回避される。また、この実施例では凹部ＣＣ１１３ｂおよび凸部ＣＶ１１３ｂが凹部ＣＣ１２ｂ，ＣＣ１４ｂおよび凸部ＣＶ１２ｂ，ＣＶ１４ｂから離れた位置に形成されるため、空気と水素ガスとの混合を防止することができる。
【００８８】
図１５，図１６（Ａ）〜図１６（Ｂ）を参照して、他の実施例の燃料電池ユニット２０は、板材２４ａに代えて板材２４ｃが採用され、ホルダ２６ａに代えてホルダ２６ｃが採用され、そしてガスシール材２８１ａ，２８２ａおよび２８４ａに代えてガスシール材２８１ｃ〜２８４ｃが採用される点を除き、図９に示す燃料電池ユニット２０と同じである。このため、同様の構造に関する重複した説明はできる限り省略する。
【００８９】
ホルダ２６ｃの上面には、Ｚ軸に直交する断面が真円をなす凹部ＣＣ１１ｃ〜ＣＣ１４ｃが形成される。ホルダ２６ｃにはまた、外部から取り込まれた空気を燃料電池スタック２２に供給するための給気孔ＨＬ１１ｃおよびＨＬ１３ｃと、外部から取り込まれた水素ガスを燃料電池スタック２２に供給するための給気孔ＨＬ１２ｃおよびＨＬ１４ｃとが設けられる。
【００９０】
ここで、給気孔ＨＬ１１ｃの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１１ａの一方端の開口の位置および大きさと一致し、給気孔ＨＬ１２ｃの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１２ａの一方端の開口の位置および大きさと一致する。同様に、給気孔ＨＬ１３ｃの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１３ａの一方端の開口の位置および大きさと一致し、給気孔ＨＬ１４ｃの一方端の開口の位置および大きさは図１０に示す給気孔ＨＬ１４ａの一方端の開口の位置および大きさと一致する。
【００９１】
また、凹部ＣＣ１１ｃの位置は給気孔ＨＬ１１ｃの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１１ｃの底面の大きさは給気孔ＨＬ１１ｃの一方端の開口の大きさを上回る。凹部ＣＣ１２ｃの位置は給気孔ＨＬ１２ｃの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１２ｃの底面の大きさは給気孔ＨＬ１２ｃの一方端の開口の大きさを上回る。
【００９２】
凹部ＣＣ１３ｃの位置は給気孔ＨＬ１３ｃの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１３ｃの底面の大きさは給気孔ＨＬ１３ｃの一方端の開口の大きさを上回る。凹部ＣＣ１４ｃの位置は給気孔ＨＬ１４ｃの一方端の開口の位置と一致し、凹部ＣＣ１４ｃの底面の大きさは給気孔ＨＬ１４ｃの一方端の開口の大きさを上回る。
【００９３】
したがって、給気孔ＨＬ１１ｃの一方端は凹部ＣＣ１１ｃの底面で開口し、給気孔ＨＬ１２ｃの一方端は凹部ＣＣ１２ｃの底面で開口する。また、給気孔ＨＬ１３ｃの一方端は凹部ＣＣ１３ｃの底面で開口し、給気孔ＨＬ１４ｃの一方端は凹部ＣＣ１４ｃの底面で開口する。
【００９４】
図１６（Ａ）〜図１６（Ｂ）を参照して、板材２４ｃの下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）には、Ｚ軸に直交する断面が真円をなす凸部ＣＶ１１ｃ〜ＣＶ１４ｃが形成される。板材２４ｃにはまた、その上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）から下面に達する貫通孔ＰＨ１１ｃ〜ＰＨ１４ｃが形成される。
【００９５】
貫通孔ＰＨ１１ｃの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１１ａの位置および大きさと一致し、貫通孔ＰＨ１２ｃの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１２ａの位置および大きさと一致する。同様に、貫通孔ＰＨ１３ｃの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１３ａの位置および大きさと一致し、貫通孔ＰＨ１４ｃの位置および大きさは図１０に示す貫通孔ＰＨ１４ａの位置および大きさと一致する。
【００９６】
また、凸部ＣＶ１１ｃの位置は貫通孔ＰＨ１１ｃの位置と一致し、凸部ＣＶ１１ｃの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１１ｃの開口の大きさを上回る。凸部ＣＶ１２ｃの位置は貫通孔ＰＨ１２ｃの位置と一致し、凸部ＣＶ１２ｃの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１２ｃの開口の大きさを上回る。凸部ＣＶ１３ｃの位置は貫通孔ＰＨ１３ｃの位置と一致し、凸部ＣＶ１３ｃの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１３ｃの開口の大きさを上回る。凸部ＣＶ１４ｃの位置は貫通孔ＰＨ１４ｃの位置と一致し、凸部ＣＶ１４ｃの頂面の大きさは貫通孔ＰＨ１４ｃの開口の大きさを上回る。
【００９７】
したがって、貫通孔ＰＨ１１ｃ〜ＰＨ１４ｃの各々の一方端は板材２４ｃの上面で開口し、貫通孔ＰＨ１１ｃの他方端は凸部ＣＶ１１ｃの頂面で開口し、貫通孔ＰＨ１２ｃの他方端は凸部ＣＶ１２ｃの頂面で開口し、貫通孔ＰＨ１３ｃの他方端は凸部ＣＶ１３ｃの頂面で開口し、貫通孔ＰＨ１４ｃの他方端は凸部ＣＶ１４ｃの頂面で開口する。
【００９８】
また、凸部ＣＶ１１ｃの高さは凹部ＣＣ１１ｃの深さと一致し、凸部ＣＶ１２ｃの高さは凹部ＣＣ１２ｃの深さと一致し、凸部ＣＶ１３ｃの高さは凹部ＣＣ１３ｃの深さと一致し、凸部ＣＶ１４ｃの高さは凹部ＣＣ１４ｃの深さと一致する。
【００９９】
ただし、凹部ＣＣ１１ｃをなす真円の直径は凸部ＣＶ１１ｃをなす真円の直径よりも僅かに大きく、凹部ＣＣ１２ｃをなす真円の直径は凸部ＣＶ１２ｃをなす真円の直径よりも僅かに大きい。同様に、凹部ＣＣ１３ｃをなす真円の直径は凸部ＣＶ１３ｃをなす真円の直径よりも僅かに大きく、凹部ＣＣ１４ｃをなす真円の直径は凸部ＣＶ１４ｃをなす真円の直径よりも僅かに大きい。
【０１００】
したがって、凸部ＣＶ１１ｃ〜ＣＶ１４ｃが凹部ＣＣ１１ｃ〜ＣＣ１４ｃと嵌合するように板材２４ｃをホルダ２６ｃに載置したとき、給気孔ＨＬ１１ｃ〜ＨＬ１４ｃはそれぞれ貫通孔ＰＨ１１ｃ〜ＰＨ１４ｃと連通する。凸部ＣＶ１１ｃの外周面と凹部ＣＣ１１ｃの内周面との間には僅かな隙間が形成され、凸部ＣＶ１２ｃの外周面と凹部ＣＣ１２ｃの内周面との間にも僅かな隙間が形成される。また、凸部ＣＶ１３ｃの外周面と凹部ＣＣ１３ｃの内周面との間にも僅かな隙間が形成され、凸部ＣＶ１４ｃの外周面と凹部ＣＣ１４ｃの内周面との間にもまた僅かな隙間が形成される。
【０１０１】
凸部ＣＶ１１ｃの外周面と凹部ＣＣ１１ｃの内周面との隙間にはガスシール材２８１ｃが充填され、凸部ＣＶ１２ｃの外周面と凹部ＣＣ１２ｃの内周面との隙間にはガスシール材２８２ｃが充填される。凸部ＣＶ１３ｃの外周面と凹部ＣＣ１３ｃの内周面との隙間にはガスシール材２８３ｃが充填され、凸部ＣＶ１４ｃの外周面と凹部ＣＣ１４ｃの内周面との隙間にはガスシール材２８４ｃが充填される。
【０１０２】
給気孔ＨＬ１１ｃおよびＨＬ１３ｃから取り込まれた空気は貫通孔ＰＨ１１ｃおよびＰＨ１３ｃを経て上方に伝播され、給気孔ＨＬ１２ｃおよびＨＬ１４ｃから取り込まれた水素ガスは貫通孔ＰＨ１２ｃおよびＰＨ１４ｃを経て上方に伝播されるところ、ホルダ２６ｃと板材２４ｃとの間からの空気の漏えいはガスシール材２８１ｃおよび２８３ｃによって回避され、ホルダ２６ｃと板材２４ｃとの間からの水素ガスの漏えいはガスシール材２８２ｃおよび２８４ｃによって回避される。また、この実施例では凹部ＣＣ１１ｃ〜ＣＣ１４ｃおよび凸部ＣＶ１１ｃ〜ＣＶ１４ｃが互いに離れた位置に形成されるため、空気と水素ガスとの混合を防止することができる。
【０１０３】
なお、上述の実施例では、板材１４ａに凸部ＣＶ１ａおよびＣＶ２ａを設け、板材１４ｂに凸部ＣＶ１ｂおよびＣＶ２ｂを設け、板材２４ａに凸部ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａおよびＣＶ１４ａを設け、板材２４ｂに凸部ＣＶ１１３ｂ，ＣＶ１２ｂ，ＣＶ１４ｂを設け、板材２４ｃに凸部ＣＶ１１ｃ〜ＣＶ１４ｃを設けるようにしている。しかし、板材１４ａ，１４ｂ，２４ａ〜２４ｃを省き、最下層の燃料電池セル１２ｃｌの下面に、凸部ＣＶ１ａ，ＣＶ２ａ，ＣＶ１ｂ，ＣＶ２ｂ，ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａ，ＣＶ１４ａ，ＣＶ１１３ｂ，ＣＶ１２ｂ，ＣＶ１４ｂを設けるようにしてもよい。
【０１０４】
この場合、図２に示す実施例に対応して燃料電池セル１２ｃｌの下面に凸部ＣＶ１ａおよびＣＶ２ａが設けられ、図７に示す実施例に対応して燃料電池セル１２ｃｌの下面に凸部ＣＶ１ｂおよびＣＶ２ｂが設けられる。また、図１０に示す実施例に対応して燃料電池セル１２ｃｌの下面に凸部ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａおよびＣＶ１４ａが設けられ、図１３に示す実施例に対応して燃料電池セル１２ｃｌの下面に凸部ＣＶ１１３ｂ，ＣＶ１２ｂ，ＣＶ１４ｂが設けられ、図１５に示す実施例に対応して燃料電池セル１２ｃｌの下面に凸部ＣＶ１１ｃ〜ＣＶ１４ｃが設けられる。
【０１０５】
図１７を参照して、その他の実施例の燃料電池ユニット３０は、固体酸化物形の燃料電池ユニットであり、単一のマニホールドＭＦ２１が形成された円筒状の燃料電池セル３２とこれを保持する板状のホルダ３４とを含む。なお、この実施例でも、ホルダ３４の幅方向，奥行き方向および高さ方向にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸を割り当てる。
【０１０６】
燃料電池セル３２の下面には円筒状の凸部ＣＶ２１が形成され、マニホールドＭＦ２１の一方端は燃料電池セル３２の上面で開口する一方、マニホールドＭＦ２１の他方端は凸部ＣＶ２１の頂面で開口する。また、ホルダ３４には、凸部ＣＶ２１と嵌合する円筒状の凹部ＣＣ２１が形成され、水素ガスを燃料電池セル３２に供給するための給気孔ＨＬ２１が凹部ＣＣ２１の底面で開口する。凹部ＣＣ２１の直径は凸部ＣＶ２１の直径よりも僅かに大きく、凹部ＣＣ２１の内周面と凸部ＣＶ２１の外周面との間にはガスシール材３６が充填される。
【０１０７】
この実施例においても、ガスシール形成時（高温時）を基準に凹部ＣＣ２１および凸部ＣＶ２１のサイズを決めることで、燃料電池ユニット３０が動作状態および停止状態のいずれにあるかに関係なく、ホルダ３４および燃料電池セル３２の間からの水素ガスの漏えいを確実に防止することができる。
【０１０８】
図１８を参照して、さらにその他の実施例の燃料電池ユニット４０は、固体酸化物形の燃料電池ユニットであり、直方体状の燃料電池セル４２とこれを保持する板状のホルダ４４とを含む。なお、この実施例でも、燃料電池ユニット４０の幅方向，奥行き方向および高さ方向にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸を割り当てる。
【０１０９】
ホルダ４４の上面（＝Ｚ軸方向の正側を向く面）のサイズは燃料電池セル４２の下面（＝Ｚ軸方向の負側を向く面）のサイズよりも大きく、燃料電池セル４２はホルダ４４の上面の中央に設けられる。
【０１１０】
図１９，図２０（Ａ）〜図２０（Ｂ）を参照して、ホルダ４４の上面には、Ｚ軸に直交する断面が長方形をなしてＸ軸方向に延びる凹部ＣＣ３１が形成される。ホルダ４４にはまた、外部から取り込まれた水素ガスを燃料電池セル４２に供給するための給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５が設けられる。給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５の各々の一方端は、凹部ＣＣ３１の底面で開口する。
【０１１１】
図１９，図２１（Ａ）〜図２１（Ｂ）を参照して、燃料電池セル４２は、Ｚ軸に直交する断面が長方形をなして燃料電池セル４２の下面から突出する凸部ＣＶ３１を有する。燃料電池セル４２にはまた、水素ガスを取り込むためのマニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５が形成される。マニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５の各々の一方端は燃料電池セル４２の上面（Ｚ軸方向の正側を向く面）で開口し、マニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５の各々の他方端は凸部ＣＶ３１の頂面で開口する。
【０１１２】
凸部ＣＶ３１の高さはホルダ４４に形成された凹部ＣＣ３１の深さと一致する。ただし、凸部ＣＶ３１の幅および長さは凹部ＣＣ３１の幅および長さよりも僅かに小さい。また、給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５の各々の一方端の開口の大きさは、互いに一致し、さらにマニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５の各々の他方端の開口の大きさと一致する。さらに、Ｚ軸方向から眺めたとき、給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５の一方端の開口位置は、マニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５の他方端の開口位置と重なる。
【０１１３】
したがって、凸部ＣＶ３１が凹部ＣＣ３１と嵌合するように燃料電池セル４２をホルダ４４に載置すると、給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５はマニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５と連通し、凸部ＣＶ３１の外周面と凹部ＣＣ３１の内周面との間に僅かな隙間が形成される。
【０１１４】
図１９に戻って、凸部ＣＶ３１の外周面と凹部ＣＣ３１の内周面との隙間には、ガスシール材４６が充填される。給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５によって供給された水素ガスはマニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５に伝播されるところ、ホルダ４４と燃料電池セル４２との間からの水素ガスの漏えいは、こうして充填されたガスシール材４６によって防止される。
【０１１５】
空気は、燃料電池セル４２の側面（＝Ｙ軸に直交する面）から空気極に供給される。また、水素ガスは、マニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５を経て燃料極に供給される。供給された空気および水素ガスには、上述した化学式１および２に従う化学反応が生じる。この結果、燃料電池セル４２からプラス電圧およびマイナス電圧が発生する。
【０１１６】
燃料電池セル４２はセラミック（たとえば３ＹＳＺ）を主成分とする一方、ホルダ４４は金属（たとえばフェライト系合金）を主成分とする。したがって、ホルダ４４の熱膨張率は、燃料電池セル４２の熱膨張率よりも大きい。具体的には、前者の熱膨張率は、１×１０−６／℃未満の範囲で後者の熱膨張率を上回る。
【０１１７】
また、凸部ＣＶ３１の外周面と凹部ＣＣ３１の内周面との隙間に充填されるガスシール材４６は、結晶化ガラスを主成分とし、７００℃近傍で軟化して凸部ＣＶ３１の外周面および凹部ＣＣ３１の内周面に密着する。軟化したガスシール材４６は、燃料電池セル４２の動作温度（＝９００℃）の近傍で結晶化する。
【０１１８】
この実施例においても、ホルダ４４と燃料電池セル４２との間の熱膨張率の相違から、温度低下時に凹部ＣＣ３１の内周面が内側へ移動する量は、温度低下時に凸部ＣＶ３１の外周面が内側に移動する量よりも大きい。凹部ＣＣ３１の内周面と凸部ＣＶ３１の外周面とによって挟まれたガスシール材４６に掛かる圧力は、温度低下に伴って増大する。
【０１１９】
したがって、燃料電池ユニット４０の動作時（高温時）を基準に凹部ＣＣ３１および凸部ＣＶ３１のサイズを決めることで、燃料電池ユニット４０が動作状態および停止状態のいずれにあるかに関係なく、ホルダ４４および燃料電池セル４２の間からの水素ガスの漏えいを確実に防止することができる。
【０１２０】
なお、この実施例では、５つの給気孔ＨＬ３１〜ＨＬ３５をホルダ４４に形成するようにしているが、これに代えて単一の給気孔ＨＬ４１をホルダ４４に形成し、マニホールドＭＦ３１〜ＭＦ３５に連通する単一のマニホールドＭＦ４１を燃料電池セル４２に形成するようにしてもよい（図２２および図２３参照）。これによって凸部ＣＶ３１および凹部ＣＶ４１を小型化でき、ひいてはガスシール材４６の面積を小さくすることができる。
【０１２１】
なお、上述のいずれの実施例においても、ガスシール材の主成分としては結晶化ガラスを想定している。しかし、これに代えて非晶質ガラスを想定してもよく、さらには強度や耐熱性を高めるためにフィラーをガスシール材に混入させてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  …燃料電池ユニット
１６ａ〜１６ｂ，２６ａ〜２６ｂ，３４  …ホルダ（第１部材）
ＨＬ１ａ〜ＨＬ２ａ，ＨＬ１ｂ〜ＨＬ２ｂ，ＨＬ１１ａ〜ＨＬ１４ａ，ＨＬ１１ｂ〜ＨＬ１４ｂ，ＨＬ１１ｃ〜ＨＬ１４ｃ，ＨＬ２１〜ＨＬ２５  …給気孔（第１給気孔）
１２ｃｌ，２２ｃｌ，３２  …燃料電池セル（第２部材）
１４ａ〜１４ｂ，２４ａ〜２４ｃ  …板材（第２部材）
ＰＨ１ａ〜ＰＨ２ａ，ＰＨ１ｂ〜ＰＨ２ｂ，ＰＨ１１ａ〜ＰＨ１４ａ，ＰＨ１１ｂ〜ＰＨ１４ｂ，ＰＨ１１ｃ〜ＰＨ１４ｃ  …貫通孔（第２給気孔）
ＭＦ１〜ＭＦ２，ＭＦ１１〜ＭＦ１４，ＭＦ３１〜ＭＦ３５  …マニホールド（第２給気孔）
ＣＣ１ａ，ＣＣ２ａ，ＣＣ１ｂ〜ＣＣ２ｂ，ＣＣ１１ａ，ＣＣ１２ａ，ＣＣ１４ａ，ＣＣ１１３ｂ，ＣＣ１２ｂ，ＣＣ１４ｂ，ＣＣ１１ｃ〜ＣＣ１４ｃ，ＣＣ２１，ＣＣ３１  …凹部
ＣＶ１ａ，ＣＶ２ａ，ＣＶ１ｂ〜ＣＶ２ｂ，ＣＶ１１ａ，ＣＶ１２ａ，ＣＶ１４ａ，ＣＶ１１３ｂ，ＣＶ１２ｂ，ＣＶ１４ｂ，ＣＶ１１ｃ〜ＣＶ１４ｃ，ＣＶ２１，ＣＶ３１  …凸部
１８１ａ〜１８２ａ，１８１ｂ〜１８２ｂ，２８１ａ，２８２ａ，２８４ａ，２８１３ｂ，２８２ｂ，２８４ｂ，２８１ｃ〜２８４ｃ，３６，４６  …ガスシール材（シール材）
【図１】
2015153499.tif 000003
【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】
2015153499.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2015153499.tif 000017
【図１６】
2015153499.tif 000018
【図１７】
2015153499.tif 000019
【図１８】
2015153499.tif 000020
【図１９】
2015153499.tif 000021
【図２０】
2015153499.tif 000022
【図２１】
2015153499.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月3日(2015.6.3)
【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】
第１熱膨張率を有しかつ第１主面が形成された第１部材からなるホルダ、および
セラミックを主成分とし、前記第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有し、前記第１主面と面接触する第２主面が形成された第２部材を含む燃料電池スタックを備え、
前記第１部材に設けられた第１給気孔と前記第２部材に設けられかつ前記第１給気孔と連通する第２給気孔とを経て取り込まれたガスに基づいて電力を発生する燃料電池ユニットであって、
前記第１部材は前記第１主面に形成された凹部を有し、
前記第２部材は前記第２主面に形成されかつ前記凹部と嵌合する凸部を有し、
前記第１給気孔および前記第２給気孔はそれぞれ前記凹部の底面および前記凸部の頂面に開口し、
前記凹部の内周面と前記凸部の外周面との間に充填されたシール材をさらに備える、燃料電池ユニット。
【請求項２】
前記ガスは有酸素ガスおよび水素ガスを含み、
前記第１給気孔は前記有酸素ガスおよび前記水素ガスをそれぞれ供給する第１有酸素ガス供給孔および第１水素ガス供給孔を含み、
前記第２給気孔は前記第１有酸素ガス供給孔および前記第１水素ガス供給孔とそれぞれ連通する第２有酸素ガス供給孔および第２水素ガス供給孔を含む、請求項１記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記シール材はガラス材を含む、請求項１または２記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
前記ガラス材は結晶化ガラスおよび非晶質ガラスのいずれか一方である、請求項３記載の燃料電池ユニット。
【請求項５】
前記シール材はフィラーをさらに含む、請求項３または４記載の燃料電池ユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明の燃料電池ユニットは、第１熱膨張率を有しかつ第１主面が形成された第１部材からなるホルダ、およびセラミックを主成分とし、第１熱膨張率よりも低い第２熱膨張率を有し、第１主面と面接触する第２主面が形成された第２部材を含む燃料電池スタックを備え、第１部材に設けられた第１給気孔と第２部材に設けられかつ第１給気孔と連通する第２給気孔とを経て取り込まれたガスに基づいて電力を発生する燃料電池ユニットであって、第１部材は第１主面に形成された凹部を有し、第２部材は第２主面に形成されかつ凹部と嵌合する凸部を有し、第１給気孔および第２給気孔はそれぞれ凹部の底面および凸部の頂面に開口し、凹部の内周面と凸部の外周面との間に充填されたシール材をさらに備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
好ましくは、ガスは有酸素ガスおよび水素ガスを含み、第１給気孔は有酸素ガスおよび水素ガスをそれぞれ供給する第１有酸素ガス供給孔および第１水素ガス供給孔を含み、第２給気孔は第１有酸素ガス供給孔および第１水素ガス供給孔とそれぞれ連通する第２有酸素ガス供給孔および第２水素ガス供給孔を含む。