(57)【要約】【課題】固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、固体酸化物形燃料電池筒状セルと接続部材とを接続するにあたって、導電性とシール性との両立を図る。【解決手段】固体酸化物形燃料電池スタック３０は、複数の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３と複数の接続部材３４とを備えている。接続部材３４の第一接続部３４ａは、内側電極層３３ａより大形の筒状に形成され、内側電極層被接続部３３ａ１を少なくとも覆うように配設されており、内側電極層被接続部３３ａ１と対向する導電接合部３４ａ１と、内側電極層被接続部３３ａ１の長手方向の両側部位３３ｂ１，３３ｂ２と対向するシール接合部３４ａ２，３４ａ３と、を備え、内側電極層被接続部３３ａ１と導電接合部３４ａ１とを電気的に接続する導電材で層状に形成された導電接合層３４ｄ１と、両側部位３３ｂ１，３３ｂ２とシール接合部３４ａ２，３４ａ３との間をシールするシール材で層状に形成されたシール接合層３４ｄ２，３４ｄ３と、を備えている。【選択図】  図５
2015185300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
前記ベース部材を貫通して該ベース部材に立設されて、筒状に形成され燃料および酸化剤ガスのうちいずれか一方が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いずれか他方が流通する外側電極層と、前記内側電極層と前記外側電極層との間に積層された電解質層と、を備えた複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルと、
複数の前記固体酸化物形燃料電池筒状セルを電気的に直列接続する金属材で形成された複数の接続部材と、
を備えた固体酸化物形燃料電池スタックであって、
前記固体酸化物形燃料電池筒状セルは、前記内側電極層の一部は露出されており、前記内側電極層の前記一部の露出部に内側電極層被接続部が形成されるとともに、前記外側電極層に外側電極層被接続部が形成されており、
前記接続部材は、前記内側電極層被接続部と電気的に接続される第一接続部と、前記外側電極層被接続部と電気的に接続される第二接続部と、前記第一接続部と前記第二接続部とを連結する連結部と、を備え、
前記第一接続部は、前記内側電極層より大形の筒状に形成され、前記内側電極層被接続部を少なくとも覆うように配設されており、前記内側電極層被接続部と対向する導電接合部と、前記内側電極層被接続部の長手方向の両側部位の少なくともいずれ一方と対向するシール接合部と、を備え、
前記内側電極層被接続部と前記導電接合部とを電気的に接続する導電材で層状に形成された導電接合層と、
前記内側電極層被接続部の長手方向の両側部位の少なくともいずれ一方と、前記シール接合部の少なくともいずれ一方との間をシールするシール材で層状に形成されたシール接合層と、
を備えた固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項２】
前記シール接合層の厚みは、前記導電接合層の厚みより厚くなるように設定されており、
前記第一接続部は、前記導電接合部が前記シール接合部より小形となるように形成されている請求項１記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項３】
前記接続部材は、プレス加工にて成型されている請求項１または請求項２記載の固体酸化物形燃料電池スタック。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３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燃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燃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、
を備えている固体酸化物形燃料電池モジュール。
【請求項５】
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４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純水化する水タンクと、
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、
を備えてい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、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池スタックの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、燃料電池セルユニット１は、内側の電極層１６、外側の電極層２０及び貫通流路１５を有する燃料電池セル６と、燃料電池セル６の端部６ａ，６ｂに固定された内側電極端子２４及び外側電極端子２６を有する。燃料電池セル６は、内側の電極層１６と電気的に通じる内側電極外周面２１と、外側の電極層２０と電気的に通じる外側電極外周面２２を有する。内側電極端子２４及び外側電極端子２６はそれぞれ、内側電極外周面２１及び外側電極外周面２２を覆い且つそれと電気的に接続される。内側電極端子２４及び外側電極端子２６は、貫通流路１５と連通しする接続流路２４ｃ，２６ｃを有する。内側電極端子２４と燃料電池セル６、及び、外側電極端子２６と燃料電池セル６とは、その全周にわたって導電性のシール材３２によってシールされ且つ固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０７１７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている固体酸化物形燃料電池スタックにおいては、内側電極端子２４と燃料電池セル６、及び、外側電極端子２６と燃料電池セル６とは、その全周にわたって導電性のシール材３２によってシールされ且つ固定されている。しかし、シール材３２は、導電性と同時に同時に燃料ガスを外側へ逃げないようにするガスシールの働きも持たせなければならない。しかし導電とシールを両立させるのは、材料選定に加えて構造的にも技術的にも困難であるという問題点がある。すなわち、シール性を重視すれば導電性が十分に得られず、逆に導電性を重視すればシール性が不十分となる。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、固体酸化物形燃料電池スタックにおいて、固体酸化物形燃料電池筒状セルと接続部材とを接続するにあたって、導電性とシール性との両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る固体酸化物形燃料電池スタックの発明は、ベース部材と、ベース部材を貫通して該ベース部材に立設されて、筒状に形成され燃料および酸化剤ガスのうちいずれか一方が流通する内側電極層と、内側電極層の外側に積層され燃料および酸化剤ガスのうちいずれか他方が流通する固体酸化物形燃料電池システムと、内側電極層と固体酸化物形燃料電池システムとの間に積層された電解質層と、を備えた複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルと、複数の固体酸化物形燃料電池筒状セルを電気的に直列接続する金属材で形成された複数の接続部材と、を備えた固体酸化物形燃料電池スタックであって、固体酸化物形燃料電池筒状セルは、内側電極層の一部は露出されており、内側電極層の一部の露出部に内側電極層被接続部が形成されるとともに、外側電極層に外側電極層被接続部が形成されており、接続部材は、内側電極層被接続部と電気的に接続される第一接続部と、外側電極層被接続部と電気的に接続される第二接続部と、第一接続部と第二接続部とを連結する連結部と、を備え、第一接続部は、内側電極層より大形の筒状に形成され、内側電極層被接続部を少なくとも覆うように配設されており、内側電極層被接続部と対向する導電接合部と、内側電極層被接続部の長手方向の両側部位の少なくともいずれ一方と対向するシール接合部と、を備え、内側電極層被接続部と導電接合部とを電気的に接続する導電材で層状に形成された導電接合層と、内側電極層被接続部の長手方向の両側部位の少なくともいずれ一方と、シール接合部の少なくともいずれ一方との間をシールするシール材で層状に形成されたシール接合層と、を備えている。
【０００７】
これによれば、固体酸化物形燃料電池筒状セルの内側電極層被接続部は、専用の導電材で形成される導電接合層を介して接続部材の第一接続部の導電接合部と確実に接続される。また、内側電極層被接続部の長手方向の両側部位の少なくともいずれ一方と、接続部材の第一接続部のシール接合部との間は、専用のシール材で形成されるシール接合層によって確実にシールされる。その結果、簡便かつ確実に導電部とシール部とを完全に独立して設けることができる。よって、固体酸化物形燃料電池筒状セルと接続部材とを接続するにあたって、導電性とシール性との両立を簡便かつ確実に図ることができる。
【０００８】
また請求項２に係る発明は、請求項１において、シール接合層の厚みは、導電接合層の厚みより厚くなるように設定されており、第一接続部は、導電接合部がシール接合部より小形となるように形成されている。
これによれば、比較的薄い導電接続層を確実に形成するとともに、比較的厚いシール接合層を確実に形成することとなる。その結果、導電接続層の電気抵抗を小さくすることができるとともに、シール接合層の高い気密性を確保することができる。
【０００９】
また請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、接続部材は、プレス加工にて成型されている。
これによれば、接続部材を容易に製造することができ、ひいてはコスト低減が可能となる。
【００１０】
また請求項４に係る固体酸化物形燃料電池モジュールの発明は、請求項１乃至請求項３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、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燃料を予熱する蒸発部と、蒸発部から供給された水蒸気と改質用燃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と、を備えている。
これによれば、固体酸化物形燃料電池モジュールにおいて、上述した請求項１〜請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池スタックに係る作用・効果を得ることができる。
【００１１】
また請求項５に係る固体酸化物形燃料電池システムの発明は、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、発電ユニットは、請求項４に記載の固体酸化物形燃料電池モジュールと、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貯湯槽から供給される貯湯水との間で熱交換を行い、燃焼排ガスを凝縮して凝縮水を排出する熱交換器と、熱交換器から排出される凝縮水を純水化する水タンクと、補機を駆動して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、を備えている。
これによれば、固体酸化物形燃料電池システムにおいて、上述した請求項１〜請求項３に記載の固体酸化物形燃料電池スタックに係る作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による固体酸化物形燃料電池システムの第一実施形態の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示す固体酸化物形燃料電池モジュールを固体酸化物形燃料電池円筒セルの長手方向に沿った方向に切断した切断部端面図である。
【図３】図２に示す固体酸化物形燃料電池スタックの空間内（特にカバー、蒸発部および改質部が未搭載である状態）を示す平面図である。
【図４】図２に示す一組の第一タイプの固体酸化物形燃料電池筒状セルおよび第二タイプの固体酸化物形燃料電池筒状セルを示す側面図である。
【図５】図２に示す固体酸化物形燃料電池円筒セルの組付状態を示す固体酸化物形燃料電池円筒セルの長手方向に沿った部分拡大断面図である。
【図６】図５に示す固体酸化物形燃料電池円筒セルと接続部材との上側のシール部を示す固体酸化物形燃料電池円筒セルの径方向（長手方向と垂直な面に沿った方向）に沿った部分拡大断面図である。
【図７】図５に示す固体酸化物形燃料電池円筒セルと接続部材との導電部を示す固体酸化物形燃料電池円筒セルの径方向（長手方向と垂直な面に沿った方向）に沿った部分拡大断面図である。
【図８】第二実施形態に係る固体酸化物形燃料電池システムの固体酸化物形燃料電池モジュールを固体酸化物形燃料電池円筒セルの長手方向に沿った方向に切断した切断部端面図である。
【図９】図８に示す接続部材を示す側面図である。
【図１０】図８に示す接続部材を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第一実施形態）
以下、本発明による固体酸化物形燃料電池システムの第一実施形態について説明する。図１に示すように、この固体酸化物形燃料電池システムは、発電ユニット１０および貯湯槽２１を備えている。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、インバータ装置１３、水タンク１４、および制御装置１５を備えている。
【００１４】
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ものである。固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、改質用原料、改質水およびカソードエアが供給されている。具体的には、固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、一端が供給源Ｇｓに接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。改質用原料供給管１１ａは、原料ポンプ１１ａ１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は、一端が水タンク１４に接続されて改質水が供給される水供給管１１ｂの他端が接続されている。水供給管１１ｂは、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は、一端がカソードエアブロワ１１ｃ１に接続されてカソードエアが供給されるカソードエア供給管１１ｃの他端が接続されている。
【００１５】
熱交換器１２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からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。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（図にて矢印の方向に循環する）貯湯水循環ライン２２が接続されている。貯湯水循環ライン２２上には、下端から上端に向かって順番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は、固体酸化物形燃料電池モジュール１１からの排気管１１ｄが接続（貫設）されている。熱交換器１２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。
【００１６】
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からの燃焼排ガスは、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凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは排気管１１ｄを通って外部に排出される。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、凝縮水をイオン交換樹脂によって純水化するようになっている。
【００１７】
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から、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。
【００１８】
さらに、インバータ装置１３（電力変換装置に相当する）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圧を入力し所定の交流電圧に変換して、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）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。また、インバータ装置１３は、系統電源１６ａからの交流電圧を電源ライン１６ｂを介して入力し所定の直流電圧に変換して補機（各ポンプ、ブロワなど）や制御装置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の運転を制御する。
【００１９】
固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、図２に示すように、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スタック３０は、ベース部材３１、断熱部材３２、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３（固体酸化物形燃料電池筒状セルに相当する）、接続部材３４、カバー３５、アノードガスマニホールド３６、およびカソードガスマニホールド３７を備えている。
【００２０】
ベース部材３１は、金属材（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が用いられるが、特にフェライト系ステンレス鋼が好適である。）で方形状の板状に形成されている。ベース部材３１の上面には、断熱部材３２が設けられている。断熱部材３２は、後述する燃焼部６０側である他端側と一端側とを断熱する。さらに断熱部材３２は、ベース部材３１と、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３および接続部材３４とを絶縁する。断熱部材３２は、絶縁性、断熱性および柔軟性（弾性）を有する材料（例えば、シリカを主成分とし炭化ケイ素やアルミナなどを副成分とする材料、またはアルミナ、マグネシア、シリカあるいはそれらの混合材料を原料としたセラミック）で方形状の板状に形成されている。断熱部材３２は、ベース部材３１側の温度が所定温度以下となるように、厚みおよび材料が決定されている。所定温度は、シール部材３１ｂの耐熱温度以下であることが望ましい。本実施形態では、シール部材３１ｂは柔軟性のあるシリコーン系のシール材料であり、その耐熱温度は例えば２００℃である。
断熱部材３２は、ベース部材３１の中央部、すなわち固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の立設範囲に配置されている。この立設範囲に複数の貫通穴３２ａが形成されている。断熱部材３２は柔軟性を有しているため、貫通穴３２ａを固体酸化物形燃料電池円筒セル３３より若干小径としても、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３を貫通穴３２ａに圧入することが可能となる。
断熱部材３２は、ベース部材３１の上面に当接して設置されている。断熱部材３２の上面には、接続部材３４の少なくとも一部が当接して設置されている。断熱部材３２は、接続部材３４の高さ方向（固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の長手方向に沿った方向）の位置決め用治具として使用されている。
【００２１】
固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、円筒状に形成されたセルである。固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、基本的には、径方向に内側から順番に積層された燃料極層３３ａ、電解質層３３ｂ、反応防止層（図示省略）および空気極層３３ｃから構成されている。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）等の希土類をドープしたセリア混合体を用いている。燃料極層３３ａは、筒状に形成され燃料および酸化剤ガス（本実施形態では空気）のうちいずれか一方が一端側（下端側）から他端側（上端側）に向けて流通する内側電極層である。空気極層３３ｃは、燃料極層３３ａの外側に積層され燃料および酸化剤ガスのうちいずれか他方が一端側から他端側に向けて流通する外側電極層である。電解質層３３ｂは、燃料極層３３ａ（内側電極層）と空気極層３３ｃ（外側電極層）との間に積層されている。
【００２２】
燃料極層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や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種から形成されている。
【００２３】
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や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。
【００２４】
空気極層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】
固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、図４に示すように、２つのタイプから構成されている。一方の第一タイプ３３−Ａ（図４にて右側に示す）は、空気極層３３ｃの他端側（上端側）に第一空気極層被接続部３３ｃ１（第一外側電極層被接続部に相当する）が形成されるとともに燃料極層３３ａの一端側（下端側）に第一燃料極層被接続部３３ａ１（第一内側電極層被接続部に相当する）が形成されている。第一燃料極層被接続部３３ａ１の部位には、電解質層３３ｂおよび空気極層３３ｃは形成されておらず、燃料極層３３ａのみが設けられている。
【００２６】
他方の第２タイプ３３−Ｂ（図４にて左側に示す）は、燃料極層３３ａの他端側に第二燃料極層被接続部３３ａ２（第二内側電極層被接続部に相当する）が形成されるとともに空気極層３３ｃの一端側に第二空気極層被接続部３３ｃ２（第二外側電極層被接続部）が形成されている。第二燃料極層被接続部３３ａ２の部位には、電解質層３３ｂおよび空気極層３３ｃは形成されておらず、燃料極層３３ａのみが設けられている。
なお、両タイプ３３−Ａ，３３−Ｂの一端側であって、第一燃料極層被接続部３３ａ１および第二空気極層被接続部３３ｃ２より一端側には、空気極層３３ｃが形成されていない。また、本実施形態では、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は円筒形に形成されているが、筒状であれば、断面方形に形成するようにしてもよい。
【００２７】
固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の形成方法は、特に限定されないが、例えば、押し出し、プレス、鋳込み等の方法で内側電極層を形成し、逐次、電解質および外側電極層を印刷、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、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、径方向の内側から燃料極層３３ａ、電解質層３３ｂおよび空気極層３３ｃの順に、既述の電極材料が層状に積層され、製膜の段階で応じてマスキングを行うことで、上述の燃料極層３３ａが露出する部位や電解質層３３ｂが露出する部位が形成される。また、局所的に製膜を行うことで、任意の部分の径を変えて作製することも可能である。
【００２８】
図５に示すように、複数の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、ベース部材３１および断熱部材３２を貫通して立設されている。断熱部材３２には、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の外径より若干小径の貫通穴３２ａが複数形成されている。各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は対応する貫通穴３２ａに圧入されており、各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の外周壁面は、貫通穴３２ａの内周面に密着している。ベース部材３１には、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の外径より若干大径の貫通穴３１ａが複数形成されている。各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は対応する貫通穴３１ａに挿入されている。ベース部材３１の貫通穴３１ａと固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間は、シール部材３１ｂでシールされている。シール部材３１ｂは、シリコーン系のシール材で形成されている。
電気的に隣り合う第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａと第二タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ｂは、図２に示すように、長手方向の取り付け向きが逆となるようにベース部材３１に配設されている。
【００２９】
接続部材３４は、複数の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３を電気的に直列接続する。具体的には、接続部材３４は、電気的に隣り合う２つの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３（すなわち第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａと第２タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ｂ）の、他端側（上端側）の電極層被接続部同士または一端側（下端側）の電極層被接続部同士を電気的に接続する。
主として図５に示すように、一端側（下端側）の接続部材３４は、第一燃料極層被接続部３３ａ１と第二空気極層被接続部３３ｃ２とを接続する。図５−７に示すように、接続部材３４は、第一接続部３４ａ、第二接続部３４ｂおよび連結部３４ｃを備えている。第一接続部３４ａは、第一燃料極層被接続部３３ａ１（または第二燃料極層被接続部３３ａ２：内側電極層被接続部に相当する）と電気的に接続される。第二接続部３４ｂは、第二空気極層被接続部３３ｃ２（または第一空気極層被接続部３３ｃ１：外側電極層被接続部）と接続される。連結部３４ｃは、第一接続部３４ａと第二接続部３４ｂとを連結する。
【００３０】
第一接続部３４ａは、燃料極層３３ａより大形の筒状に形成されている。すなわち、第一接続部３４ａの内形寸法は、燃料極層３３ａの外形寸法より大きく設定されている。なお、内形寸法は、本実施形態では内径であり、外形寸法は、外径である。第一接続部３４ａは、第一燃料極層被接続部３３ａ１を少なくとも覆うように配設されている。第一接続部３４ａは、第一燃料極層被接続部３３ａ１と対向する導電接合部３４ａ１と、第一燃料極層被接続部３３ａ１の長手方向の上下両側部位３３ｂ１，３３ｂ２とそれぞれ対向する上下両シール接合部３４ａ２，３４ａ３と、を備えている。導電接合部３４ａ１は、上下両シール接合部３４ａ２，３４ａ３より小形となるように形成されている。すなわち、導電接合部３４ａ１の内径（内形寸法）は、上下両シール接合部３４ａ２，３４ａ３の内径（内形寸法）より小さくなるように形成されている。
【００３１】
第一燃料極層被接続部３３ａ１と導電接合部３４ａ１との間には、第一燃料極層被接続部３３ａ１と導電接合部３４ａ１とを電気的に接続する導電接合層３４ｄ１が層状に形成されている。導電接合層３４ｄ１は、導電材で形成されている。この導電材は、例えば、銀、銀−パラジウムなどの導電性ペーストである。また、導電材は、導電性セラミックスを用いてもよい。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を用いることができ、特にＡサイトにＬａを有する遷移金属型ペロブスカイト型酸化物を用いると良い。その中でも、導電性セラミックスは、比較的低温での電気伝導性が高いランタンコバルタイト系酸化物を用いると好適である。
【００３２】
上側部位３３ｂ１と上側シール接合部３４ａ２との間には、上側部位３３ｂ１と上側シール接合部３４ａ２とをシールする第一シール接合層３４ｄ２が層状に形成されている。下側部位３３ｂ２と下側シール接合部３４ａ３との間には、下側部位３３ｂ２と下側シール接合部３４ａ３とをシールする第二シール接合層３４ｄ３が層状に形成されている。両シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３は、シール材で形成されている。このシール材は、例えば、ガラス材である。このシール材は、結晶化する前において、上側部位３３ｂ１（または下側部位３３ｂ２）と上側シール接合部３４ａ２（または下側シール接合部３４ａ３）との間に収容可能な寸法のリング状のガラス系シール部材であると好適である。なお、結晶化する前のシール材は、ペースト状でもよく、シート状でもよい。
【００３３】
ガラス系シール部材は、例えば、結晶化ガラスを用いることができる。結晶化ガラスは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）等を主成分とする結晶化ガラスを用いることができる。結晶化ガラスは、最初の昇温時に軟化して上側部位３３ｂ１（または下側部位３３ｂ２）と上側シール接合部３４ａ２（または下側シール接合部３４ａ３）との間を流動する。軟化した後にさらに昇温すると、結晶化ガラスは、結晶化して、固体酸化物形燃料電池スタック３０の作動温度までに固体状態になり、固体状態が維持される。
【００３４】
両シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３の厚みは、導電接合層３４ｄ１の厚みより厚くなるように設定されている。例えば、両シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３の厚みは、数百μｍに設定されており、１００μｍ〜５００μｍに設定されるのが好ましい。導電接合層３４ｄ１の厚みは、数十μｍに設定されており、１０μｍ〜５０μｍに設定されるのが好ましい。なお、燃料極層３３ａの厚みは、０．２ｍｍ〜１ｍｍであり、電解質層３３ｂの厚みは、５μｍ〜３０μｍであり、空気極層３３ｃの厚みは、５μｍ〜５０μｍである。
【００３５】
導電接合層３４ｄ１および両シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３の各厚みは、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３および接続部材３４の寸法精度、シール材および導電材の効果を得るための必要膜厚などにより決定される。また、導電接合層３４ｄ１の厚みは、電気抵抗を考慮すると、できるだけ小さいほうがよい。両シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３の厚みは、確実にシールするために、できるだけ大きいほうがよい。
【００３６】
なお、接続部材３４のシール接合部およびそれに対応するシール接合層は、両側でなく、いずれか一方に設けるようにしてもよい。例えば、上側に配置された接続部材３４の場合には、上側シール接合部３４ａ２および第一シール接合層３４ｄ２を省略すればよい。
【００３７】
第二接続部３４ｂは、空気極層３３ｃより大形の筒状に形成されている。第二接続部３４ｂは、寸胴の円筒状に形成されている。すなわち、第二接続部３４ｂの内形寸法は、空気極層３３ｃの外形寸法より大きく設定されている。第二接続部３４ｂは、第二空気極層被接続部３３ｃ２を少なくとも覆うように配設されている。第二接続部３４ｂは、第二空気極層被接続部３３ｃ２と対向している。第二空気極層被接続部３３ｃ２と第二接続部３４ｂとの間には、第二空気極層被接続部３３ｃ２と第二接続部３４ｂとを電気的に接続する導電接合層３４ｄ４が層状に形成されている。導電接合層３４ｄ４は、導電接合層３４ｄ１と同様に、導電材で形成されている。
なお、第二接続部３４ｂは、上述した第一接続部３４ａと同様にくびれ形状としてもよい。
【００３８】
このように構成された接続部材３４は、薄板をプレス加工にて成型されている。なお、接続部材３４の筒状には、完全な筒状だけでなく、軸方向に切れ目が入ったもの（例えば断面Ｃ字状）も含む。また、接続部材３４は、全体として断面Ｓ字状に形成するようにしてもよい。この場合、軸方向の切れ目はできるだけ狭いほうが望ましい。軸方向の切れ目は、上述したシール材でシールされるのが望ましい。
【００３９】
他端側（他端側）の接続部材３４も、一端側の接続部材３４と同様に構成されており、第二燃料極層被接続部３３ａ２と第一空気極層被接続部３３ｃ１とを接続する。また、一端側（断熱部材３２側）に位置する接続部材３４の下面全体は、断熱部材３２の上面に当接している。これにより、接続部材３４は断熱部材３２（ひいてはベース部材３１）に対して長手方向に位置決めされるため、第一燃料極層被接続部３３ａ１と導電接合部３４ａ１とを容易かつ確実に対向させることができる。
【００４０】
また、直列に接続された固体酸化物形燃料電池円筒セル３３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。接続部材３４，３８ａおよびバスバー３８ｂ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を用いて形成することができる。
【００４１】
カバー３５は、図２に示すように、ベース部材３１の上面に取り付けられている。カバー３５は、下方に開口する開口部を有する箱状に形成されている。カバー３５とベース部材３１との間に形成された密閉された空間Ｒ１には、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の上部、蒸発部４０および改質部５０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たフランジ３５ａが形成されており、フランジ３５ａがベース部材３１の上面に当接されて、ベース部材３１にネジ３５ｂによりねじ止め固定されている。カバー３５の天井部には排気口３５ｃが形成されており、燃焼排ガスが排気口３５ｃを通って排気される。
【００４２】
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、上方に開口する開口部を有する箱状に形成されている。アノードガスマニホールド３６とベース部材３１との間に形成された密閉された空間には、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の下部が収容されている。アノードガスマニホールド３６内には、金属製の支持板３６ａが設けられている。固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の下端面（一端面）が支持板３６ａに当接して配設されるため、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は長手方向に位置決めされる。固体酸化物形燃料電池円筒セル３３をベース部材３１に組み付ける際に、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の一端を支持板３６ａに当接させることで、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３をより確実に長手方向に位置決めすることができる。よって、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３のベース部材３１に対する組付性をより向上することができる。
【００４３】
なお、支持板３６ａと固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間には、両部材３６ａ，３３を絶縁する絶縁板３６ｂが設けられている。また、支持板３６ａおよび絶縁板３６ｂの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３に対応する位置（図２にて矢印位置）には、アノードガスが通過する貫通穴３６ａ１，３６ｂ１（図５参照）がそれぞれ形成されている。また、アノードガスマニホールド３６には、一端が改質部５０に接続されてアノードガスが供給されるアノードガス供給管３６ｃが接続されている。
【００４４】
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、断熱部材３２より上方に突出している固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の下方に配設されている。カソードガスマニホールド３７は、断熱部材３２の周囲に配設されている。カソードガスマニホールド３７の上部には、上方に向けてカソードガスが流出する流出孔（図２にて矢印位置）が複数形成されている。カソードガスマニホールド３７には、カソードガスが供給されるカソードガス供給管３７ａが接続されている。
【００４５】
蒸発部４０は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、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ものである。蒸発部４０は、このように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に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。
【００４６】
蒸発部４０には、一端（下端）が水タンク１４に接続された水供給管１１ｂの他端が接続されている。また、蒸発部４０には、一端が供給源Ｇｓに接続された改質用原料供給管１１ａが接続されている。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。
【００４７】
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とで、蒸発部４０から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。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ガスと一酸化炭素などを含んだガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。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（原燃料）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。
【００４８】
燃焼部６０は、各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３と蒸発部４０および改質部５０との間に設けられている。燃焼部６０は、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３からのアノードオフガス（燃料オフガス）と固体酸化物形燃料電池円筒セル３３からのカソードオフガス（酸化剤オフガス）とが燃焼されて改質部５０を加熱する。
【００４９】
上述した第一実施形態によれば、固体酸化物形燃料電池スタック３０は、ベース部材３１と、ベース部材３１を貫通して該ベース部材３１に立設されて、筒状に形成され燃料が流通する燃料極層３３ａ（内側電極層）と、燃料極層３３ａの外側に積層され酸化剤ガス（空気）が流通する空気極層３３ｃ（外側電極層）と、燃料極層３３ａと空気極層３３ｃとの間に積層された電解質層３３ｂと、を備えた複数の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３（固体酸化物形燃料電池筒状セル）と、複数の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３を電気的に直列接続する金属材で形成された複数の接続部材３４と、を備えた固体酸化物形燃料電池スタックである。固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、燃料極層３３ａの一部は露出されており、燃料極層３３ａの一部の露出部に燃料極層被接続部３３ａ１（内側電極層被接続部）が形成されるとともに、空気極層３３ｃに空気極層被接続部３３ｃ２（外側電極層被接続部）が形成されている。接続部材３４は、燃料極層被接続部３３ａ１と電気的に接続される第一接続部３４ａと、空気極層被接続部３３ｃ２と電気的に接続される第二接続部３４ｂと、第一接続部３４ａと第二接続部３４ｂとを連結する連結部３４ｃと、を備え、第一接続部３４ａは、燃料極層３３ａより大形の筒状に形成され、燃料極層被接続部３３ａ１を少なくとも覆うように配設されており、燃料極層被接続部３３ａ１と対向する導電接合部３４ａ１と、燃料極層被接続部３３ａ１の長手方向の上下両側部位３３ｂ１，３３ｂ２の少なくともいずれ一方と対向するシール接合部３４ａ２，３４ａ３と、を備えている。固体酸化物形燃料電池スタック３０は、燃料極層被接続部３３ａ１と導電接合部３４ａ１とを電気的に接続する導電材で層状に形成された導電接合層３４ｄ１と、燃料極層３３ａであって燃料極層被接続部３３ａ１の長手方向の上下両側部位３３ｂ１，３３ｂ２の少なくともいずれ一方と、シール接合部３４ａ２，３４ａ３の少なくともいずれ一方との間をシールするシール材で層状に形成されたシール接合層３４ｄ２，３４ｄ３と、を備えている。
【００５０】
これによれば、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の燃料極層被接続部３３ａ１は、専用の導電材で形成される導電接合層３４ｄ１を介して接続部材３４の第一接続部３４ａの導電接合部３４ａ１と確実に接続される。また、燃料極層被接続部３３ａ１の長手方向の上下両側部位３３ｂ１，３３ｂ２の少なくともいずれ一方と、接続部材３４の第一接続部３４ａのシール接合部３４ａ２，３４ａ３との間は、専用のシール材で形成されるシール接合層３４ｄ２，３４ｄ３によって確実にシールされる。詳しくは、導電接合層３４ｄ１は、材料としても燃料が透過し易く、さらにできるだけ薄く形成されているため、燃料が透過し易い。例え、燃料が導電接合層３４ｄ１を透過したとしても、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の長手方向の上下両位置にあるシール接合層３４ｄ２，３４ｄ３によって外部に流出するのを抑制することができる。その結果、簡便かつ確実に導電部とシール部とを完全に独立して設けることができる。よって、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３と接続部材３４とを接続するにあたって、導電性とシール性との両立を簡便かつ確実に図ることができる。
さらに、接続部材３４の第一接続部３４ａと、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間は、導電部とシール部とを完全に独立して構成されるため、長時間運転やヒートサイクルなどに対して信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３の厚みは、導電接合層３４ｄ１の厚みより厚くなるように設定されており、第一接続部３４ａは、導電接合部３４ａ１がシール接合部３４ａ２，３４ａ３より小形となるように形成されている。
これによれば、比較的薄い導電接続層を確実に形成するとともに、比較的厚いシール接合層３４ｄ２，３４ｄ３を確実に形成することとなる。その結果、導電接続層の電気抵抗を小さくすることができるとともに、シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３の高い気密性を確保することができる。また、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の端部より寸法精度の高い円筒側面において、導電部とシール部とを構成できるため、特に固体酸化物形燃料電池円筒セル３３に対する加工を必要とせずコストを低減することができる。
【００５２】
また、接続部材３４は、プレス加工にて成型されている。これによれば、接続部材３４を容易に製造することができ、ひいてはコスト低減が可能となる。
【００５３】
また、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、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燃料を予熱する蒸発部４０と、蒸発部４０から供給された水蒸気と改質用燃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と、を備えている。これによれば、固体酸化物形燃料電池モジュール１１は、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。
【００５４】
また、固体酸化物形燃料電池システムは、発電ユニット１０と、貯湯水を貯湯する貯湯槽２１と、を備えている固体酸化物形燃料電池システムであって、発電ユニット１０は、固体酸化物形燃料電池モジュール１１と、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と貯湯槽２１から供給される貯湯水との間で熱交換を行い、燃焼排ガスを凝縮して凝縮水を排出する熱交換器１２と、熱交換器１２から排出される凝縮水を純水化する水タンク１４と、補機を駆動して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１５と、少なくとも固体酸化物形燃料電池モジュール１１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インバータ装置１３（電力変換装置）と、を備えている。これによれば、固体酸化物形燃料電池システムは、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。
【００５５】
なお、上述した実施形態においては、内側電極層を燃料極層３３ａとし、外側電極層を空気極層３３ｃとしたが、内側電極層を空気（酸化剤ガス）が流通する空気極層３３ｃとし、外側電極層を燃料が流通する燃料極層３３ａとするようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した第一実施形態によれば、固体酸化物形燃料電池スタック３０は、ベース部材３１と、ベース部材３１を貫通して該ベース部材３１に立設されて、筒状に形成され燃料が一端側（下端側）から他端側（上端側）に向けて流通する燃料極層３３ａ（内側電極層）と、燃料極層３３ａの外側に積層され酸化剤ガスが一端側から他端側に向けて流通する空気極層３３ｃ（外側電極層）と、を備えた複数の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３と、ベース部材３１の、燃料オフガスと酸化剤オフガスとが燃焼する燃焼部６０側に当接して配設されるとともに各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３が各貫通穴３２ａにそれぞれ圧入されて、燃焼部６０側である他端側と一端側とを断熱する断熱部材３２と、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３と、ベース部材３１に形成された貫通穴３１ａとの間をシールするシール部材３１ｂと、一の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の燃料極層３３ａに備えられた内側電極層被接続部と、一の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３に隣り合う他の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の空気極層３３ｃに備えられた外側電極層被接続部と、を接続する接続部材であって、前記断熱部材３２の燃焼部６０側に一部が当接して配設される接続部材３４と、を備えている。
【００５７】
これによれば、各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、断熱部材３２の各貫通穴３２ａにそれぞれ圧入されるため、治具などを使用せずとも仮止めが可能となる。したがって、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３をベース部材３１に組み付ける際に、ベース部材３１の燃焼部６０側面に当接して配設される断熱部材３２に各固体酸化物形燃料電池円筒セル３３が仮止めされるため、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の径方向の位置決めはもちろん固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の長手方向の位置決めも可能となり、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３のベース部材３１に対する組付性を向上することができる。さらに、一の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３と他の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３とを接続する接続部材３４の一部が、断熱部材３２の燃焼部６０側に当接して配設することができるため、治具などを使用せずとも接続部材３４を固体酸化物形燃料電池円筒セル３３に対して正確に位置決めすることができる。よって、接続部材３４の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３に対する組付性を向上することができる。したがって、固体酸化物形燃料電池スタック３０自体の組立性を向上することができる。
【００５８】
さらに、断熱部材３２は、ベース部材３１側の温度がシール部材３１ｂの耐熱温度（所定温度）以下となるように、厚みおよび材料が設定されている。その結果、固体酸化物形燃料電池システムの発電中において断熱部材３２の他端側（上面側）の温度は６００〜１０００℃であるが、断熱部材３２の一端側（下面側）の温度は２００℃以下とすることができる。これにより、ベース部材３１の貫通穴３１ａと固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間のシール部材３１ｂを、ガラス系のシール材料からシリコーン系のシール材料に変更することができる。よって、ベース部材３１の貫通穴３１ａと固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間は、シリコーン系のシール材料からなるシール部材３１ｂでシールされている。これにより、固体酸化物形燃料電池システムの起動・停止による熱サイクル時にシール部材３１ｂに発生する熱応力をシール部材３１ｂ自身の変形により吸収（抑制）することができる。また、柔軟性のあるシール材料を使用することで、容易にシール加工することができるとともに、シール性を確実に確保することができる。
【００５９】
（第二実施形態）
以下、本発明による固体酸化物形燃料電池システムの第二実施形態について図８−１０を参照して説明する。第二実施形態に係る固体酸化物形燃料電池システムの固体酸化物形燃料電池スタック１３０は、以下の点で上述した固体酸化物形燃料電池スタック３０と異なる。固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、２種類で構成されておらず、２種類のうちいずれか一方の１種類（本実施形態では第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａ）のみで構成されている。電気的に隣り合う固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、長手方向の取り付け向きが同一となるようにベース部材３１に配設されている。接続部材１３４は、第一接続部１３４ａと第二接続部１３４ｂとが固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の長手方向にて異なる位置となるように形成されている。なお、第一実施形態と同様に構成されるものは、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図８に示すように、第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａが、長手方向の取り付け向きが同一となるようにベース部材３１に配設されている。すなわち、全ての固体酸化物形燃料電池円筒セル３３は、燃料極層３３ａの露出されている方が下端側となるようにベース部材３１に配設されている。この露出部に第一燃料極層被接続部３３ａ１（内側電極層被接続部）が形成されている。また、第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａの下端面（一端面）が支持板３６ａに当接して長手方向に位置決めされるため、第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａの空気極層３３ｃの他端側に形成された第一空気極層被接続部３３ｃ１（外側電極層被接続部）が、断熱部材３２の上面から所定距離上方に設定された位置に位置決めされる。
【００６１】
接続部材１３４は、一の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａの第一空気極層被接続部３３ｃ１と、一の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａと電気的に隣り合う他の固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａの第一燃料極層被接続部３３ａ１とを接続するように構成されている。接続部材１３４は、図９および図１０に示すように、第一接続部１３４ａと第二接続部１３４ｂとが固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の長手方向にて異なる位置となるように形成されている。
【００６２】
接続部材１３４は、燃料極層被接続部３３ａ１と電気的に接続される第一接続部１３４ａと、空気極層被接続部３３ｃ１と電気的に接続される第二接続部１３４ｂと、第一接続部１３４ａと第二接続部１３４ｂとを連結する連結部１３４ｃと、を備えている。接続部材１３４は、ベース部材３１と同様に、金属材（例えば、フェライト系ステンレス鋼）で形成されている。
【００６３】
第一接続部１３４ａは、第一実施形態の第一接続部３４ａと同様に構成されている。第一接続部１３４ａと固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間には、第一実施形態と同様に、導電接合層３４ｄ１と同様な導電接合層が形成されるとともに、第一および第二シール接合層３４ｄ２，３４ｄ３と同様なシール接合層が形成されている。第二接続部１３４ｂは、第一実施形態の第二接続部３４ｂと同様に構成されている。第二接続部１３４ｂと固体酸化物形燃料電池円筒セル３３との間には、導電接合層３４ｄ４と同様な導電接合層が形成されている。
【００６４】
連結部１３４ｃは、固体酸化物形燃料電池円筒セル３３の長手方向に沿って延設されており、空気極層３３ｃの全長（固体酸化物形燃料電池円筒セル３３が断熱部材３２の上面から突出している部分）にわたって空気極層３３ｃに接触するように配置されている。この接触部分は、上述した導電材により接着されているのが望ましい。
また、接続部材１３４の第一接続部１３４ａは、断熱部材３２の上面に当接して配設されている。これにより、接続部材１３４は、長手方向に位置決めされる。
【００６５】
このように構成された第二実施形態によれば、上述した第一実施形態による作用・効果を得ることができる。なお、前述した実施形態においては、固体酸化物形燃料電池円筒セルは第一タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ａを採用したが、固体酸化物形燃料電池円筒セルは第二タイプの固体酸化物形燃料電池円筒セル３３−Ｂを採用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
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…インバータ装置、１４…水タンク、１５…制御装置、１６ａ…系統電源、１６ｂ…電源ライン、１６ｃ…外部電力負荷、２０…排熱回収システム、２１…貯湯槽、２２…貯湯水循環ライン、３０…固体酸化物形燃料電池スタック、３１…ベース部材、３１ａ…貫通穴、３１ｂ…シール部材、３２…断熱部材、３２ａ…貫通穴、３３…固体酸化物形燃料電池円筒セル（固体酸化物形燃料電池筒状セル）、３３ａ…燃料極層（内側電極層）、３３ａ１…第一燃料極層被接続部（第一内側電極層被接続部）、３３ａ２…第二燃料極層被接続部（第二内側電極層被接続部）、３３ｂ…電解質層、３３ｃ…空気極層（外側電極層）、３３ｃ１…第一空気極層被接続部（第一外側電極層被接続部）、３３ｃ２…第二空気極層被接続部（第二外側電極層被接続部）、３４…接続部材、３４ａ…第一接続部、３４ａ１…導電接合部、３４ａ２…上側シール接合部、３４ａ３…下側シール接合部、３４ｂ…第二接続部、３４ｃ…連結部、３４ｄ１…導電接合層、３４ｄ２…第一シール接合層、３４ｄ３…第二シール接合層、３５…カバー、３６…アノードガスマニホールド、３６ａ…支持板、３６ａ１，３６ｂ１…貫通穴、３６ｂ…絶縁板、４０…蒸発部、５０…改質部、６０…燃焼部、７１…第一キャップ、７１ａ…第一本体部、７１ｂ…第一連通口部、７１ｃ…導電性接着剤、７２…第二キャップ、７２ａ…第二本体部、７２ｂ…第二連通口部、７２ｃ…導電性接着剤、１３０…固体酸化物形燃料電池スタック、１３４…接続部材。
【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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