(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを改質する改質器と、
複数の燃料電池セルで構成する燃料電池セル群の複数個と、
燃料電池セル群毎に用意されており、同一燃料電池セル群に属する複数の燃料電池セルに改質ガスを分配するマニホールドと、
を備えており、
改質器と複数個の燃料電池セル群とそれと同数のマニホールドを収容室に収容した状態で改質器とマニホールドの少なくとも一方に脱着可能な連通部材によって、改質器とマニホールドが接続されており、
連通部材内に、改質ガスの流量を調整するガス流量調整手段、及び、燃料電池セル群の圧力損失のばらつきを補償する圧力損失調整手段が、それぞれ脱着可能に配置されており、
連通部材が、改質器と複数個の燃料電池セル群とそれと同数のマニホールドを収容室に収容した状態で、収容室内の最も外側に露出する位置に組み付けられていることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
連通部材は、改質器側部材とマニホールド側部材を連通させる管状部材を有しており、改質器側部材と管状部材の接続部またはマニホールド側部材と管状部材の接続部に、前記ガス流量調整手段および／または前記圧力損失調整手段が配置されていることを特徴とする請求項１の発電装置。
【請求項３】
連通部材は、改質器側部材とマニホールド側部材を連通させる管状部材を有しており、改質器側部材と管状部材の接続部に前記ガス流量調整手段が配置されており、マニホールド側部材と管状部材の接続部に前記圧力損失調整手段が配置されていることを特徴とする請求項１の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セルを利用して発電する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池セルは、水素や一酸化炭素等を燃料にして発電する。燃料にする水素や一酸化炭素等は、様々な炭素数の炭化水素ガスを含有する都市ガスやプロパンガス等の燃料ガスを改質することによって得る。
個々の燃料電池セルの起電圧は低く、複数の燃料電池セルを直列に接続することによって必要な電圧を確保する。あるいは必要な電流量を確保するために、複数の燃料電池セルを並列に接続する。通常の発電装置は、複数の燃料電池セルを利用する。
従って、燃料電池セルを利用する発電装置は、改質器で改質した改質ガスを複数の燃料電池セルに分配する分配用配管が必要とされる。
例えば特許文献１の燃料電池式発電装置では、改質ガスを複数の燃料電池セルに分配するために、複数の燃料電池セルを複数の燃料電池セル群に分割する。複数個に分割された燃料電池セル群毎にマニホールドを利用する。燃料電池セル群の数に等しい数のマニホールドを利用する。個々の燃料電池セル群には複数の燃料電池セルが属しており、それぞれのマニホールドは、同一燃料電池セル群に属する複数の燃料電池セルに改質ガスを分配する。特許文献１の燃料電池式発電装置では、複数個に分割された燃料電池セル群毎にマニホールドを利用することによって、個々の燃料電池セルに改質ガスを分配する。
【特許文献１】特開２００３−２８２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
改質器と複数の燃料電池セル群とそれと同数のマニホールドを収容室に収容することによって発電装置を構成する。
このとき、改質器と複数の燃料電池セル群と複数のマニホールドを互いに密接して配置して収容室をコンパクトに形成することが好ましい。収容室がコンパクトであれば、狭いスペースに発電装置を設置することができるようになるだけでなく、放熱を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。また収容室の熱容量を小さくし、短時間で発電適温に昇温させることが可能となる。
収容室をコンパクトに形成するためには、改質器で改質した改質ガスを複数の燃料電池セルに分配する分配用配管系もコンパクトに配置する必要がある。
特許文献１の燃料電池式発電装置は、非常に優れた発電装置ではあるものの、分配用配管系を改善することによって収容室をさらにコンパクトに形成する余地があり、なおも改良を必要としている。
本発明は、収容室をさらにコンパクトに形成するために創作された。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の発電装置は、燃料電池セルを用いる。本発明の発電装置では、改質ガスを複数の燃料電池セルに分配するために、複数の燃料電池セルを複数の燃料電池セル群に分割する。複数個に分割された燃料電池セル群毎にマニホールドを用意する。各々の燃料電池セル群には複数の燃料電池セルが属しており、各々のマニホールドは、同一燃料電池セル群に属する複数の燃料電池セルに改質ガスを分配する。
即ち、本発明の発電装置は、燃料ガスを改質する改質器と、複数の燃料電池セルで構成する燃料電池セル群の複数個と、燃料電池セル群毎に用意されており、同一燃料電池セル群に属する複数の燃料電池セルに改質ガスを分配するマニホールドを備えている。
本発明の発電装置は、改質器と複数個の燃料電池セル群とそれと同数のマニホールドを収容室内に収容した状態で改質器とマニホールドの少なくとも一方に脱着可能な連通部材によって、改質器とマニホールドが接続されていることを特徴とする。
改質器の複数の放出口の各々にマニホールドを接続する場合、放出口の位置が異なることから各マニホールドに送出されるガス量が等しくならない可能性がある。そこで、改質器にマニホールドを接続する際に、ガス流量を調整可能とすることが好ましい。
このためには、連通部材内に、改質ガスの流量を調整するガス流量調整手段を、脱着可能に配置しておくことが有利である。
オリフィス等のガス流量調整手段が連通部材内に脱着可能に配置されていると、ガス流量を調整しながら、改質器とマニホールドを接続することができる。あるいは、組立て後に連通部材を取外してガス流量調整手段を交換することができる。コンパクトに形成された収容室の中で、改質ガスの供給量がよく調整された分配系を実現することができる。
燃料電池セルの製造時のばらつきによって、燃料電池セル群毎の圧力損失にはばらつきがある。そこで、改質器にマニホールドを接続する際に、燃料電池セル群毎の圧力損失のばらつきを補償できるとようにすることが好ましい。
このためには、連通部材内に、燃料電池セル群の圧力損失のばらつきを補償する圧力損失調整手段を、脱着可能に配置しておくことが有利である。
また、連通部材は、改質器と複数個の燃料電池セル群とそれと同数のマニホールドを収容室に収容した状態で、収容室内の最も外側に露出する位置に組み付けられている。
【０００５】
本発明の発電装置では、燃料電池セル群とマニホールドの数が等しく、両者を一体化しておくことができる。あるいは、燃料電池セル群とマニホールドを収容室内で接続することもできる。そしてそれらとは別に、改質器を収容室内に収容することができる。
本発明の発電装置は、改質器と複数の燃料電池セル群と複数のマニホールドを収容室内に収容した状態で、連通部材によって改質器とマニホールドを接続することができる。このとき、連通部材は、改質器とマニホールドの少なくとも一方に脱着可能であることから、連通部材によって改質器とマニホールドを接続する作業が簡単に実行でき、狭いスペースのなかで接続作業を完了することができる。本発明の発電装置によると、コンパクトに形成された収容室の中で発電要素を組立てることが可能となる。
【００１０】
連通部材が、改質器側部材とマニホールド側部材を連通させる管状部材を有していることが好ましい。
この場合には、改質器側部材と管状部材の接続部またはマニホールド側部材と管状部材の接続部に、ガス流量調整手段および／または圧力損失調整手段を配置することが好ましい。
特に、改質器側部材と管状部材の接続部にガス流量調整手段が配置されており、マニホールド側部材と管状部材の接続部に圧力損失調整手段が配置されていることが好ましい。
上記構成によると、ガス流量の調整作業や圧力損失の調整作業が簡単に実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）  ガス流量調整手段は、オリフィスである。
（形態２）  圧力損失調整手段は、オリフィスである。
（形態３）  改質器とマニホールドを接続する連通部材は、可撓管である。
【実施例】
【００１２】
本発明を具現化した発電装置の実施例を、図面を参照しながら説明する。図１は発電ユニットの縦断面図であり、図２は図１のII−II線縦断面図であり、図３は図１のIII−III線横断面図であり、図４は図２の部分断面拡大図である。
【００１３】
図１から図３に示すように、発電ユニット１０は、内側から外側に向かって燃料電池セル群収容室４４、燃焼ガス通過室４６、空気通過室４８からなる３重構造となっており、中心部の燃料電池セル群収容室４４とその外側の燃焼ガス通過室４６を仕切る内仕切壁３６と、燃焼ガス通過室４６とその外側の空気通過室４８を仕切る外仕切壁３８と、空気通過室４８と外部を仕切る外壁４０を有している。外壁４０は断熱部材４２で覆われている。
発電ユニット１０の中心部の燃料電池セル群収容室４４内には、複数の燃料電池セル１２，１２，・・・が水平方向に配列されて構成されている燃料電池セル群１４と、酸素を含む空気を燃料電池セル群１４に供給する空気供給部材１６と、発電ユニット１０外で生成された予備改質ガス内に含まれるメタンを燃料となる水素や一酸化炭素等に改質する改質器１８と、改質された改質ガスを燃料電池セル群１４に供給するマニホールド２４等が配置されている。燃料電池セル群１４とマニホールド２４と空気供給部材１６は、垂直方向に５段に配列されている。各燃料電池セル１２，１２，・・・は水平面内で長く伸びており、それに直交する方向に複数の燃料電池セル１２，１２，・・・が配置されて１つの燃料電池セル群１４が形成されている。
【００１４】
図２に明瞭に示されるように、燃料電池セル１２，１２，・・・の断面は楕円形状であり、複数の燃料電池セル１２，１２，・・・（図２では図の明瞭化のために６本となっているが、実際にはもっと多い）が平行に配置されている。燃料電池セル１２，１２，・・・は、水平方向に長く伸びている。
図４は、図２に示す燃料電池セル群１４の断面の拡大図である。図４に示すように、燃料極１２ａは楕円柱形状に形成され、その周面の半分強が固体電解質層１２ｂで覆われ、固体電解質層１２ｂの更に外側を酸素極１２ｃが覆っている。燃料極１２ａの周面の酸素極１２ｃと反対側はインターコネクタ１２ｄで覆われている。燃料極１２ａの内部には長手方向に貫通する５本の燃料ガス通路２０，２０，２０，２０，２０が並列に形成されている。
燃料極１２ａは多孔質であり、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル／ＹＳＺサーメット（混合焼結体）からなる。固体電解質層１２ｂは緻密質であり、ジルコニア（ＺｒＯ２）にイットリア（Ｙ２Ｏ３）を加えた混合物からなる。酸素極１２ｃは多孔質であり、ペロブスカイト型酸化物であるＬＳＭ（Ｌａ１−ｘＳｒｘＭｎＯ３）からなる。インターコネクタ１２ｄは導電性セラミックからなる。
隣合う燃料電池セル１２，１２の一方の酸素極１２ｃと他方の燃料電池セル１２のインターコネクタ１２ｄとの間に、集電部材２２が介装されている。集電部材２２は、蛇腹状に折畳まれた導電性金属部材である。一方の燃料電池セル１２の酸素極１２ｃは、集電部材２２とインターコネクタ１２ｄを介して、他方の燃料電池セル１２の燃料極１２ａに電気的に接続されている。多数本の燃料電池セル１２，１２，・・・が直列に接続されて燃料電池セル群１４が形成されている。蛇腹状の集電部材２２は、空気が通過することを禁止しない。
【００１５】
燃料電池セル群１４は、燃料電池セル１２，１２，・・・の燃料ガス通路２０，２０，・・・２０が略水平面内を伸びるように配列されており、複数本の燃料電池セル１２，１２，・・・の燃料ガス通路２０，２０，・・・が略水平面内を伸びている。燃料ガス通路２０，２０，・・・が同一水平面内を伸びる燃料電池セル群１４が、垂直方向に５段に配列されている。燃料電池セル群１４を上段から順に、１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅということにする。
【００１６】
図１と図３に示すように、燃料電池セル群１４ａの上流側（図１の右側）は、マニホールド２４ａを介して、改質器１８ａに接続されている。改質器１８ａとマニホールド２４ａは連通部材３０ａによって接続されている。燃料電池セル群１４ｃと１４ｅもそれぞれマニホールド２４ｃ，２４ｅによって改質器１８ａに接続されており、改質器１８ａとマニホールド２４ｃ，２４ｅはそれぞれ連通部材３０ｃ，３０ｅによって接続されている。燃料電池セル群１４ｂの上流側（図１の左側）は、マニホールド２４ｂを介して、改質器１８ｂに接続されている。改質器１８ｂとマニホールド２４ｂは連通部材３０ｂによって接続されている。燃料電池セル群１４ｄもマニホールド２４ｄを介して、改質器１８ｂに接続されている。改質器１８ｂとマニホールド２４ｄは連通部材３０ｄによって接続されている。特に図３に示すように、連通部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅは、燃料電池セル群収容室４４内を構成する部材を組付けたとき、最も外側を構成する部材となっている。
【００１７】
連通部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの構成は同様である。従って、以下では符号の添え字を省略し、図５を用いて説明する。図５は連通部材３０近傍の横断面図である。
図５に示すように、連通部材３０は、取付部材９４と取付部材８６とフレキシブル管９２を有している。
取付部材９４は管状であり、取付部材９４の端部にフランジ９６が形成されている。取付部材９４の、フランジ９６が形成された側の開口部には、金属製のオリフィス１００とＯリング１０２が取付けられている。取付部材９４の、フランジ９６が形成されていない側の端部近傍にはビード部９８が形成されている。
取付部材８６は管状であり、取付部材８６の端部にフランジ８８が形成されている。取付部材８６の、フランジ８８が形成されていない側の端部近傍にはビード部９０が形成されている。
取付部材９４と取付部材８６が、金属製のフレキシブル管９２によって気密に接続されている。具体的には、フレキシブル管９２の一方の端部には取付部材９４の管部（フランジ９６が形成されていない側の端部からフランジ９６の手前までの部分）が圧入されており、他方の端部には取付部材８６の管部（フランジ８８が形成されていない側の端部からフランジ８８の手前までの部分）が圧入されている。取付部材９４と取付部材８６のビード部９８，９０は、フレキシブル管９２の抜け止めの機能を有している。
【００１８】
マニホールド２４の端部に取付部材７０が取付けられている。取付部材７０は管状であり、マニホールド２４の内部に連通している。取付部材７０の、マニホールド２４と接続されている側と反対側の端部にフランジ７２が形成されている。
また、改質器１８の端部に取付部材７６が取付けられている。取付部材７６は管状であり、改質器１８の内部に連通している。取付部材７６の、改質器１８と接続されている側と反対側の端部にフランジ７８が形成されている。取付部材７６の、フランジ７８が形成された側の開口部には、金属製のオリフィス８２とＯリング８４が取付けられている。
【００１９】
取付部材７０と、連通部材３０の取付部材９４は、フランジ７２の端面とフランジ９６の端面が面接触するように合わせられ、締結具７４によって固定されている。取付部材７０と取付部材９４は気密に接続されて連通している。
取付部材７６と、連通部材３０の取付部材８６は、フランジ７８の端面とフランジ８８の端面が面接触するように合わせられ、締結具８０によって固定されている。取付部材７６と取付部材８６は気密に接続されて連通している。
【００２０】
取付部材９４とフレキシブル管９２と取付部材８６は、改質器１８とマニホールド２４を接続する連通部材３０を構成しており、管状に構成されている。連通部材３０は、締結具７４，８０によってマニホールド２４と改質器１８に対してそれぞれ脱着可能である。オリフィス１００は締結具７４を外すことで交換することができ、オリフィス８２は締結具８０を外すことで交換することができる。
【００２１】
図１に示すように、改質器１８ａで改質された改質ガスは、連通部材３０ａ，３０ｃ，３０ｅを経てそれぞれマニホールド２４ａ，２４ｃ，２４ｅに分配され、それぞれ燃料電池セル群１４ａ，１４ｃ，１４ｅに供給される。改質器１８ｂで改質された改質ガスは、連通部材３０ｂ，３０ｄを経てそれぞれマニホールド２４ｂ，２４ｄに分配され、それぞれ燃料電池セル群１４ｂ，１４ｄに供給される。各燃料電池セル群１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、１４ｅの圧力損失のばらつきを補償するために、連通部材３０ａ、３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅに取付けられるオリフィス（１００：図５参照）の孔径が調整される。また、各燃料電池セル群１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、１４ｅに供給される改質ガス量が等しくなるように、連通部材３０ａ、３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅに取付けられるオリフィス（８２：図５参照）の孔径が調整される。
【００２２】
改質器１８とマニホールド２４と連通部材３０の組付けの様子について説明する。
燃料電池セル群収容室４４外において、１つの燃料電池セル群１４を構成する燃料電池セル１２，１２，・・・が接続されたマニホールド２４を用意する。マニホールド２４の端部には取付部材７０が取付けられている。連通部材３０を構成する、取付部材９４とフレキシブル管９２と取付部材８６を気密に接続し、連通部材３０の取付部材９４を、締結具７４によって取付部材７０に接続し、一体化する。このような一体化部材を５つ形成するが、このとき、５つの燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの圧力損失のばらつきを補償するために、それぞれのオリフィス１００の孔径を調整する。
燃料電池セル群１４とマニホールド２４と連通部材３０から構成される上記の一体化部材の取付部材８６を、締結具８０によって取付部材７６に接続する。オリフィス１００によって圧力損失のばらつきが補償された上記の５つの一体化部材は垂直方向に配列される。このため、５つの一体化部材に改質ガスが均等に送られるように、それぞれのオリフィス８２の孔径を調整する。
以上のように、オリフィス１００，８２の孔径を調整することによって、改質器１８ａ，１８ｂから連通部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅを介してマニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに送られる改質ガス量を均等化する。
連通部材３０の両端部を構成する取付部材９４は、締結具７４によって、取付部材７０と接続されており、取付部材８６は、締結具８０によって、取付部材７６と接続されている。連通部材３０は、締結具７４，８０によって、マニホールド２４と改質器１８に対してそれぞれ脱着可能に接続されている。組付け後であっても、締結具７４、８０を外すことでオリフィス１００、８２を交換することができる。
【００２３】
燃料電池セル群１４ａ、１４ｃ，１４ｅの燃料ガス通路２０，２０，・・・には、改質器１８ａで改質された改質ガスが送り込まれる。燃料電池セル群１４ａ、１４ｃ，１４ｅの改質器１８ａから遠い方（下流側）の端部では燃料ガス通路２０，２０，・・・が開放されており、発電のために消費されなかった改質ガスが放出される。燃料電池セル群１４ｂ，１４ｄの燃料ガス通路２０，２０，・・・には、改質器１８ｂで改質された改質ガスが送り込まれる。燃料電池セル群１４ｂ，１４ｄの改質器１８ｂから遠い方（下流側）の端部では燃料ガス通路２０，２０，・・・が開放されており、発電のために消費されなかった改質ガスが放出される。燃料電池セル群１４ａ、１４ｃ，１４ｅは、マニホールド２４ａ，２４ｃ，２４ｅによって片持ち状に支持され、燃料電池セル群１４ｂ，１４ｄは、マニホールド２４ｂ，２４ｄによって片持ち状に支持されている。
燃料電池セル群１４ａ、１４ｃ，１４ｅと、燃料電池セル群１４ｂ，１４ｄは、反対方向に伸びている。上下方向に多段に配列されている燃料電池セル群１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、１４ｅは、上下方向において、交互に反対向きに配列されている。
【００２４】
一対の改質器１８ａ、１８ｂは、基本的に同一構成を備えている。改質器１８ａ、１８ｂは、金属製の薄い箱形状のケーシングと、そのケーシング内で蛇行する経路（図示省略）が形成されており、この経路内に改質触媒が充填されている。図１に示すように、一対の改質器１８ａ，１８ｂは、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ群を挟んで、平行に配置されている。一対の改質器１８ａ，１８ｂは、上部の２箇所の角部で２本の渡り配管２８ａ，２８ｂによって接続されている。予備改質ガス導入管２６から送られた予備改質ガスは一方の改質器１８ａに導入され、渡り配管２８ａを経て、他方の改質器１８ｂにも導入される。改質器１８ａ，１８ｂ内に導入された予備改質ガス中のメタンは、改質触媒によって、改質器１８ａ、１８ｂ内を通過する間に主に水素や一酸化炭素からなる改質ガスに改質される。
改質器１８ａは、３つの燃料電池セル群１４ａ，１４ｃ，１４ｅにそれぞれ改質ガスを供給するための３つのマニホールド２４ａ，２４ｃ，２４ｅが接続されているため、改質ガスの出口は３つである。改質器１８ｂは、２つの燃料電池セル群１４ｂ，１４ｄにそれぞれ改質ガスを供給するための２つのマニホールド２４ｂ，２４ｄが接続されているため、改質ガスの出口は２つである。従って、２つの改質器１８ａ，１８ｂの出口圧力の均衡を調整するために、渡り配管２８ｂが配置されている。
【００２５】
図１〜図３に示すように、空気供給部材１６は浅い箱形状の部材であり、上面に複数の空気供給口１６ｆが形成されている。空気供給部材１６の両側面には略水平に伸びる邪魔板５２ａ，５２ｂが形成されている。邪魔板５２ａは、上段の燃料電池セル１２，１２，・・・の上流側に向けて取付けられており、水平に伸びている。邪魔板５２ｂは、上段の燃料電池セル１２，１２，・・・の下流側に向けて取付けられており、端部が若干上向きに取付けられている。空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅのそれぞれの下方に配置されており、５つの空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが上下方向に５段に配置されている。各空気供給部材１６の両端部は夫々空気供給管５０に連通している。空気供給管５０は金属製であり、図１と図２に示すように、上下方向に伸びており、上端は空気通過室４８に開口している。空気通過室４８の下方は、空気導入管３４と連通しており、空気導入管３４によって外部から導入された空気は、空気通過室４８を通過して一対の空気供給管５０ａ，５０ｂのいずれかに流入し、上下５段の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅのいずれかの上面から、直近上部の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに空気を供給する。
【００２６】
上下５段の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは、両端が空気供給管５０によって支持されており、強度が高い。
図１と図３に示すように、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの燃料ガス通路２０，２０，・・・は左右方向に伸びており、空気供給部材１６は、上下方向に伸びている。両持ち状の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅと、片持ち状の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが交差する位置関係におかれている。
片持ち状の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅは、両持ち状の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅに対してパッキン６２，６２，・・・を介して載置されており、片持ち状の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅは水平に伸びる姿勢で安定的に支持されている。片持ち状の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが不用意に傾くことはない。
【００２７】
空気通過室４８と燃焼ガス通過室４６を仕切る外仕切壁３８の４つの外周面には、図１から図３に示すフィン５４が取付けられている。特に図３に示すように、フィン５４は横方向に長尺な金属製板部材を略蛇腹形状に折畳んで形成されている。外側は外壁４０の内面に接触しており、内側は外仕切壁３８の外面に接触している（図１〜図３ではフィン５４の形状を明瞭にするため、フィン５４と壁面を離して示している）。なお、放熱を防止するために、フィン５４と外壁４０の内面が、断熱材を介して接触する構成であってもよい。図１と図２に示すように、外仕切壁３８の４つの外周面には、複数のフィン５４が上下方向に取付けられて外周面を覆っている。図示はしていないが、上下のフィン５４は、ピッチを半分ずらして取付けられている。このようにフィン５４が取付けられているため、外仕切壁３８とフィン５４と外壁４０によって、外仕切壁３８の４つの外周面と外壁４０の内面との間の全体に亘って、上下方向に伸びる細い角柱形状の通路が複数本形成される。
図１から図３に示すように、外仕切壁３８の４つの内周面にも、フィン５４と同様にフィン５６が取付けられている。フィン５６の形状もフィン５４と同様である。このようにフィン５６が取付けられているため、外仕切壁３８とフィン５６と内仕切壁３６によって、外仕切壁３８の４つの内周面と内仕切壁３６の外面との間の全体に亘って、上下方向に伸びる細い角柱形状の通路が複数本形成される。フィン５４は空気通過室４８のサイズを規定し、フィン５６は燃焼ガス通過室４６のサイズを規定する。
【００２８】
図１と図２に示すように、外仕切壁３８は、側壁の下端から下方に伸びる固定用壁３８ａによって外壁４０の底板に固定されている。燃焼ガス通過室４６の底板は空気通過室４８の底板から持ち上げられている。両底板の間隙は空気通過室４８の一部を構成する。固定用壁３８ａには複数個の穴３８ｂが形成されており、空気の流通が自在となっている。内仕切壁３６も、側壁の下端から下方に伸びる固定用壁３６ａによって外仕切壁３８の底板に固定されている。燃料電池セル群収容室４４の底板は燃焼ガス通過室４６の底板から持ち上げられている。両底板の間隙は燃焼ガス通過室４６の一部を構成する。固定用壁３６ａにも複数個の穴３６ｂが形成されており、空気の流通が自在となっている。
外壁４０の底板と外仕切壁３８の底板の間は、空気通過室４８の一部であり、そこに空気導入管３４が連通している。外仕切壁３８の底板と内仕切壁３６の底板の間は、燃焼ガス通過室４６の一部であり、そこに燃焼ガス導出管５８が連通している。
【００２９】
空気通過室４８は、発電ユニット１０の６面（４側面と上面と底面）において、燃焼ガス通過室４６を取り囲んでおり、燃焼ガス通過室４６は、発電ユニット１０の６面（４側面と上面と底面）において、燃料電池セル群収容室４４を取り囲んでいる。
空気通過室４８は、外部から取り込まれた空気が通過する。燃焼ガス通過室４６は、燃料電池セル群収容室４４で生成された燃焼ガスが通過する。燃料電池セル群収容室４４内には燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが収容される。
空気は空気通過室４８を下方から上方に移動する。燃焼ガスは燃焼ガス通過室４６を上方から下方に通過する。通過方向が逆であり、両者の間で活発な熱交換が行われる。
燃料電池セル群収容室４４の外形はほぼ立方体である。燃焼ガス通過室４６の外形もほぼ立方体である。空気通過室４８の外形もほぼ立方体である。発電ユニット１０は、最小表面積で最大容積を収容する６面体であり、放熱量が少ない。
後記するように、燃料電池セル群収容室４４は最も高温であり、燃焼ガス通過室４６は２番目に高温であり、空気通過室４８が３番目に高温である。最も高温な燃料電池セル群収容室４４を、２番目に高温な燃焼ガス通過室４６で取り囲み、その外側を３番目に高温な空気通過室４８で取り囲む構造となっている。最も高温に維持する必要がある燃料電池セル群収容室４４を最も内側に配置することによって、燃料電池セル群収容室４４を最も高温に維持しやすい最適な構造となっている。
【００３０】
発電ユニット１０内の動作を説明する。
予備改質ガス導入管２６から改質器１８ａ，１８ｂに送られた予備改質ガスは、改質器１８ａ，１８ｂ内で、水素と一酸化炭素を含む改質ガスに改質され、各連通部材３０ａ、３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅを介して各マニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに送られる。各マニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに送られる改質ガス量は、連通部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅに取付けられているオリフィス（８２，１００：図５参照）の孔径を調整することによって、均等化されている。図３に示すように、連通部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ（図３では３０ｃ）は、燃料電池セル群収容室４４内の構成物を組付けたとき、最も外側に露出する位置に組付けられる。
また、図５に示すように、連通部材３０は、２つの締結具７４，８０を取外すことによって、取付部材９４のフランジ９６の端面と、取付部材７６のフランジ７８の端面に、それぞれオリフィス１００，８２が露出する構造となっている。
各マニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅに送られた改質ガスは、各燃料電池セル１２，１２，・・・へ送られ、各燃料電池セル１２，１２，・・・内の燃料ガス通路２０，２０，・・・に流入する。
【００３１】
空気導入管３４から空気通過室４８に送られた空気は、フィン５４の間をすり抜けて上部に達し、外壁４０の上面に沿って流れ、空気通過室４８に開口している空気供給管５０ａ，５０ｂ内に流入する。空気は、空気供給管５０ａ，５０ｂ内を下方に移動しながら、空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅに流入し、これらの空気供給口１６ｆから流出する。流出する空気は、上方向、若しくは斜め上方向に上昇し、すぐ上の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅのそれぞれの下側全体に分散される。
酸素は、イオン化して固体電解質（１２ｂ：図４参照）を通過して燃料極（１２ａ：図４参照）に至り、水素または一酸化炭素と反応し、酸素極（１２ｃ：図４参照）と燃料極の間に電位差を発生させる。すなわち、発電する。
【００３２】
本実施例では、改質器１８ａとマニホールド２４ａ，２４ｃ，２４ｅがそれぞれ連通部材３０ａ，３０ｃ，３０ｅによって接続されており、改質器１８ｂとマニホールド２４ｂ，２４ｄがそれぞれ連通部材３０ｂ，３０ｄによって接続されている。これらの連通部材３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅは、燃料電池セル群収容室４４内の構成物が組付けられたとき、最も外側に組付けられるものであり、組付け後であっても、２つの締結具７４，８０の着脱によって容易に接続したり外したりすることができる。取付部材９４のフランジ９６の端面と、取付部材７６のフランジ７８の端面に、それぞれオリフィス１００，８２が取付けられるため、締結具７４，８０を取外すことによって、これらのオリフィス１００，８２の着脱を容易に行うことができる。従って、改質ガスの流量を調整しながら、改質器１８ａ，１８ｂとマニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅを接続する作業が容易化する。また、組付け後に連通部を取外してオリフィス８２，１００等を交換することができる。コンパクトに形成された燃料電池セル群収容室４４内において、改質ガスの供給量がよく調整された分配系が実現される。
【００３３】
発電時、改質ガスは上流から下流へ向かって燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ内を水平に流れる。改質ガスは上流から下流へ流れる間に発電熱によって徐々に加熱されていく。従来のように、燃料電池セル群を縦に配置して改質ガスを下方から上方へ流し、空気も下方から上方へ流して発電を行うと、改質ガスも空気も下方から上方へ流れる間に発電熱で加熱され、燃料電池セル群の上部と下部の温度差が例えば１５０℃近く生じてしまう。発電効率を考慮すると、下方の低温側の作動温度が、最適作動温度である例えば８００℃になるように調整しなければならない。すると、上方の高温側の動作温度が９５０℃にまで上昇してしまう。この高温に対する熱耐久性を確保するためには、燃料電池セルの近傍に配置される部材の熱耐久性を確保しなければならず、コストアップは避けられない。熱耐久性を重視すれば、上方の高温側の作動温度が、最適作動温度である８００℃になるように調整しなければならない。すると、下方の低温側の動作温度が６５０℃にまで低下してしまい、発電効率の低下は否めない。
本実施例の燃料電池では、燃料電池セル１２，１２，・・・が水平方向に伸びているのに対し、空気が上方に移動する関係が得られ、燃料電池セル１２，１２，・・・の温度勾配に交差する有酸素ガスの流れが生み出される。燃料電池セル１２，１２，・・・を冷却する空気に燃料電池を冷却した熱が累積していくことが抑制され、燃料電池セル１２，１２，・・・の上流端と下流端の温度差が小さくなる。さらに、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅは１段毎に燃料ガス通路の向きが交互になるように配列されている。即ち、燃料電池セル１２，１２，・・・の低温な上流側と高温な下流側が垂直方向に交互に配置されている。従って、上下方向の温度差が相殺され、燃料電池セル１２，１２，・・・の上流側と下流側の温度差がさらに小さくなり、燃料電池セル群収容室４４内の温度差が減少する。
【００３４】
本実施例では、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの下方に配置されている空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅの広い範囲に空気供給口１６ｆ，１６ｆ・・・が分散配置されており、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの下側全体に空気が分散して供給される。これもまた、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの上流から下流に至るまで一様温度に冷却するのに有利である。
本実施例では、加熱されやすい燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの下流側に多量の空気が供給され、加熱されにくい燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの上流側に少量の空気が供給されるように、空気供給口１６ｆ，１６ｆ，・・・の密度と開口面積が調整されている。これもまた、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの温度分布を一様化するのに寄与している。
【００３５】
本実施例では、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの直下に熱伝導性の高い金属で形成された空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが配置されている。空気供給部材１６は熱伝導性が高く、加熱されやすい燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの下流側から加熱されにくい燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの上流側に伝熱する。燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの近傍に伝熱部材を配置することもまた、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの温度分布を一様化するのに寄与している。
熱伝導性の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅと燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの間には、それぞれパッキン６２，６２，・・・が介在しており、直接には接触していない。それでも、熱伝導性の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの上流側と下流側の温度差を小さく抑える。加熱されやすい燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの下流側では、輻射が活発に起こって熱伝導性の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅに熱を伝える。燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの下流側の温度は低下する。輻射によって加熱された熱伝導性の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは、熱伝導によって低温部を加熱する。加熱された空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは、相対的に低温な燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの上流側に向けて輻射し、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの上流部を加熱する。熱伝導性の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに直接には接触していなくても、近接して位置しているために、熱伝導性の空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅは、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの高温部から低温部に伝えられる熱エネルギーの移動を促進する。
【００３６】
本実施例では、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが垂直方向に５段に配列されている。上下方向に隣接する燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの間は、空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅと邪魔板５２ａ，５２ｂによって仕切られており、下段の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを冷却することによって自らは加熱された空気で上段の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを冷却するものではない。各段の燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ毎に、冷却兼発電用の空気が送られてくる。熱環境が等しい燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが上下方向に５段に配列されるだけであり、燃料電池セル群収容室４４内の上下方向の温度差も抑制される。
【００３７】
本実施例では、空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅがガス流遮断板を兼用している。余分な部材を利用しないで、空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅがガス流遮断板を形成することができる。空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅがガス流遮断板を兼用するほど広く広がっているために、空気供給部材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅから供給される空気が燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの全体を加熱前の空気で一様によく冷却する。
【００３８】
燃料電池セル１２，１２，・・・に供給される改質ガスの例えば８０％が発電に利用される場合、発電に利用されなかった２０％の改質ガス（オフガス）は、燃料ガス通路２０，２０，・・・を通過して先端から流出する。また、燃料電池セル１２，１２，・・・に供給される空気の例えば２０％が発電に利用される場合、発電に利用されなかった８０％の空気は、燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの集電部材２２の隙間をすり抜ける。この空気は邪魔板５２ｂに沿って燃料電池セル１２，１２，・・・の下流側へ誘導される。
各燃料電池セル１２，１２，・・・の先端近傍には夫々スパーク電極６０，６０，６０，６０，６０が配置されている。スパーク電極６０，６０，６０，６０，６０が火花放電することによって、燃料電池セル１２，１２，・・・の先端から流出する改質ガスのオフガスと、燃料電池セル１２，１２，・・・の下流側へ誘導される空気のオフガスが燃焼する。改質器１８ａ，１８ｂは燃料電池セル１２，１２，・・・の先端に近接していることから、改質ガスのオフガスと空気のオフガスとの燃焼によって発生する燃焼熱を改質反応の吸熱反応に効率よく利用することができる。
燃焼ガスは極めて高温であり、そのままでは熱交換器に投入しがたい。それほどの高温に耐えられる熱交換器は材質が限られ、高価である。本実施例では、燃焼熱でまず改質器１８ａ，１８ｂを加熱する。改質反応は吸熱反応であり、燃焼ガスの熱は吸熱に利用される。燃焼熱でまず改質器１８ａ，１８ｂを加熱するために、燃焼ガスの温度は低下する。このために、燃焼ガス通過室４６を流れる燃焼ガスの温度は適度に冷却されており、仕切り壁３６，３８に特別の材料を使わなくてもすむ。
本実施例では、改質器１８ａ，１８ｂと各燃料電池セル１２，１２，・・・との間にマニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが配置されている。燃焼ガスは改質器１８ａ，１８ｂに向かって流れ、マニホールド２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅによって、燃焼ガスが燃料電池セル群１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ間に進入することが阻まれ、改質器１８ａ，１８ｂに沿って流れる。この作用によって、燃料電池セル１２，１２，・・・が燃焼ガスによって過熱されることを防止し、燃焼ガスによって改質器１８ａ，１８ｂを効果的に加熱して、改質反応を促進することができる。
【００３９】
本実施例では、燃料と空気のオフガスが燃焼する位置が、上下方向において、交互に反対側に位置する関係に設定されている。このために、燃料電池セル群収容室４４内の温度分布は、水平方向にも上下方向にも均質化されている。燃料電池セル群収容室４４内の最大温度差でも５０℃程度であり、燃料電池セル群収容室４４内の温度は８００〜８５０℃の範囲に抑えられる。
【００４０】
また、最も高温な燃料電池セル群収容室４４を２番目に高温な燃焼ガス通過室４６で取り囲み、その外側を３番目に高温な空気通過室４８で取り囲む構造となっているために、燃料電池セル群収容室４４を高温に維持しやすい。そのために、発電に伴って発生する熱と、改質ガスと空気のオフガスの燃焼熱だけで、燃料電池セル群収容室４４内の温度を発電適温である８００〜８５０℃に維持することができる。
【００４１】
燃料電池セル１２，１２，・・・の電気化学反応が効率よく進行する環境温度は約８００℃の高温である。この環境温度が低下すれば、発電効率は低下する。従って、燃料電池セル１２，１２，・・・に供給する空気の温度を予加熱しておく必要がある。
発電運転を行うと燃料電池セル群収容室４４内で燃焼ガスが発生し、上昇した燃焼ガスは、燃料電池セル群収容室４４の上面に沿って燃焼ガス通過室４６に流入する。燃焼ガス通過室４６内に流入した燃焼ガスは、上下方向に伸びる複数の細い角柱形状の通路を下方向に通過して燃焼ガス通過室４６の下部に流入し、燃焼ガス導出管５８から発電ユニット１０外に導出される。
本実施例では、空気導入管３４から導入された空気は空気通過室４８内に流入し、上下方向に伸びる複数の細い角柱形状の通路を上方向に通過している。従って、燃焼ガス通過室４６を通過する燃焼ガスと、空気通過室４８を通過する空気との間での熱交換によって空気の予加熱を行う。外仕切板３８の両面に取付けられたフィン５４，５６によって、熱交換率は更に高められる。この熱交換によって、空気を約６５０℃まで予加熱しておくことができる。
この熱交換によって、燃焼ガスの温度は約５００℃まで低下する。この熱を、発電ユニット１０外に配置された予備改質器の加熱等に利用することができる。
【００４２】
以上の実施例では、燃料電池セルが水平に配置された発電装置の例を説明したが、燃料電池セルの配置についてはこれに限られない。本発明は、例えば特許文献１（特開２００３−２８２１２９号公報）の燃料電池のように、燃料電池セルが垂直に配置されている発電装置においても同様に良好な効果が得られる。
【００４３】
また、以上の実施例では、連通部材の接続部材は、フレキシブル管９２と、その両端部にそれぞれ圧入される取付部材８６，９４とから構成されているが、接続部材の構成はこれに限られない。例えば、フレキシブル管等の管状部材の一方の端部を、改質器側部材と接続可能な形状に成形し、管状部材の他方の端部を、マニホールド側部材と接続可能な形状に成形すれば、接続部材として同様の効果が得られる。本実施例のような構成によれば、市販のフレキシブル管を用いて安価に製造することができる利点が得られる。
以上の実施例では、連通部材の接続部材を構成する部材にフレキシブル管を用いたが、フレキシブル管に替えてベローズ管を用いてもよい。これらのフレキシブル管やベローズ管等の可撓管を用いれば、組付け時の設計公差や、運転時の熱応力を吸収させることができる。本実施例のような構成によれば、燃料電池セル群の膨張を吸収し、破損を防止することができる利点が得られる。しかし、連通部材の構成は実施例に示した形状に限定されない。
【００４４】
また、以上の実施例では、筒状の燃料極を燃料ガス通路が貫通している燃料電池セルの例を説明したが、燃料極と燃料ガス通路の関係はそれに限らない。例えば、ポーラスの物質の中に燃料ガス通路を設け、その表面に、内側から、燃料極、固体電解質、酸素極の順に積層された積層構造を付着したような燃料電池セルであってもよい。要は、燃料極と固体電解質と酸素極の積層体の燃料極側に改質ガスが供給され、酸素極側に有酸素ガスが供給されるものであり、かつ、燃料電池セルの外側に供給される有酸素ガスが、前記積層体を通して燃料電池セル側に用意されている燃料ガス通路に侵入するものであれば足りる。
【００４５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施例に係る発電装置の縦断面図。
【図２】図１のII−II線縦断面図。
【図３】図１のIII−III線横断面図。
【図４】図２の部分断面拡大図。
【図５】連通部材近傍の部分横断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１０：発電ユニット
１２：燃料電池セル、１２ａ：燃料極、１２ｂ：固体電解質層、１２ｃ：酸素極、１２ｄ：インターコネクタ
１４：燃料電池セル群
１６：空気供給部材、１６ｆ：空気供給口
１８：改質器、１８ａ、１８ｂ
２０：燃料ガス通路
２２：集電部材
２４：マニホールド
２６：予備改質ガス導入管
２８：渡り配管、２８ａ，２８ｂ
３０：連通部材
３２：配管
３４：空気導入管
３６：内仕切壁
３８：外仕切壁
４０：外壁
４２：断熱部材
４４：燃料電池セル群収容室
４６：燃焼ガス通過室
４８：空気通過室
５０：空気供給管
５２：邪魔板
５４：フィン
５６：フィン
５８：燃焼ガス導出管
６０：スパーク電極
６２：パッキン
７０：取付部材
７２：フランジ
７４：締結具
７６：取付部材
７８：フランジ
８０：締結具
８２：オリフィス
８４：Ｏリング
８６：取付部材
８８：フランジ
９０：ビード部
９２：フレキシブル管
９４：取付部材
９６：フランジ
９８：ビード部
１００：オリフィス
１０２：Ｏリング
【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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