(57)【要約】【課題】シールの信頼性を向上させることが可能なチューブ型燃料電池モジュールを提供する。【解決手段】チューブ型燃料電池セルと、チューブ型燃料電池セルを冷却又は加温すべき熱媒体が内部を流れる熱媒管と、を具備し、熱媒管が、第１直線部及び第２直線部と、第１直線部と第２直線部とをつなぐ屈曲部と、を備え、第１直線部及び前記第２直線部の外周面上に、チューブ型燃料電池セルが配置されている、チューブ型燃料電池モジュールとする。【選択図】図１
2007134186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ型燃料電池セルと、該チューブ型燃料電池セルを冷却又は加温すべき熱媒体が内部を流れる熱媒管と、を具備し、
前記熱媒管が、第１直線部及び第２直線部と、前記第１直線部と前記第２直線部とをつなぐ屈曲部と、を備え、
前記第１直線部及び前記第２直線部の外周面上に、前記チューブ型燃料電池セルが配置されていることを特徴とする、チューブ型燃料電池モジュール。
【請求項２】
前記第１直線部、前記第２直線部、及び、前記屈曲部が、１本の熱媒管を曲げることにより形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のチューブ型燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記熱媒管の入口及び出口が、前記チューブ型燃料電池セルの軸方向中心に対して同じ側に位置していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のチューブ型燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記熱媒管の入口及び出口が、前記第１直線部及び／又は第２直線部の軸方向に対して平面視で外側に交差する方向に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のチューブ型燃料電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チューブ型燃料電池モジュールに関し、特に、シールの信頼性を向上させることが可能なチューブ型燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
単位面積当たりの出力密度を一定以上に向上させること等を目的として、近年、チューブ型の燃料電池（以下において、「チューブ型ＰＥＦＣ」と記述することがある。）に関する研究が進められている。チューブ型ＰＥＦＣのユニットセル（以下において、「チューブ型セル」と記述することがある。）は、一般に、中空形状の電解質層と当該電解質層の内側及び外側に配設される触媒層とを備えるＭＥＡ、を備えている。そして、例えば、当該ＭＥＡの内側に水素含有ガスを、同外側に酸素含有ガスを供給することにより電気化学反応を起こし、この電気化学反応により発生した電気エネルギーを、ＭＥＡの内側及び外側に配設される集電体を介して外部に取り出している。すなわち、チューブ型ＰＥＦＣでは、各ユニットセルに備えられるＭＥＡの内側に一方の反応ガス（例えば、水素含有ガス）を、外側に他方の反応ガス（例えば、酸素含有ガス）を供給することで発電エネルギーを取り出すので、隣り合う２つのユニットセルの外側面に供給される反応ガスを同一とすることができる。したがって、チューブ型ＰＥＦＣによれば、従来の平板型ＰＥＦＣではガス遮蔽性能をも併せ持っていたセパレータが不要となるため、効果的にユニットセルの小型化を図ることが可能になる。
【０００３】
このようなチューブ型ＰＥＦＣに関する技術として、例えば、特許文献１には、マイクロセルの全てのコンポーネントが、単繊維アセンブリに加工された燃料電池に関する技術が開示されている。かかる技術によれば、高密度のエネルギー出力を生み出し、電気化学的セル装置（チューブ型燃料電池）の容積を最小限とすることができる、としている。
【特許文献１】特表２００４−５０５４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、チューブ型セルに備えられる電解質膜は、所定の温度範囲（例えば８０℃前後等の範囲）でプロトン伝導性能を発現する。そのため、チューブ型ＰＥＦＣの作動時には、電解質膜の温度が、上記温度範囲となるように維持することが求められる。そこで、チューブ型セルを備えるチューブ型ＰＥＦＣモジュールでは、チューブ型セルの温度を適当な範囲とすること等を目的として、チューブ型セルの内側及び／又は外側に熱媒管が配置され、この熱媒管内を流れる熱媒体を用いて、チューブ型セルを加温又は冷却している。
【０００５】
このように、チューブ型ＰＥＦＣモジュールでは、水素含有ガス及び酸素含有ガスのほかに、熱媒体が用いられるため、チューブ型ＰＥＦＣモジュールには、これらの流体をそれぞれ分離するためのシール部が必須の構造として、チューブ型セルの端部等に備えられている。そして、特許文献１に開示されているような従来のチューブ型ＰＥＦＣモジュールでは、例えば、２種類の反応ガスをそれぞれ隔離するためのシール部、反応ガスと熱媒体とを隔離するためのシール部、及び、熱媒体と大気とを隔離するためのシール部が、配置される。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されているような形態のチューブ型ＰＥＦＣを作動させることにより、チューブ型セルや熱媒管等に代表される各構成要素の温度が上昇すると、チューブ型セル及び熱媒管が、膨張する。そのため、多くのシール部を有する複雑なシール構造のチューブ型ＰＥＦＣでは、シールの信頼性が低下しやすいという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、シールの信頼性を向上させることが可能なチューブ型燃料電池モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
請求項１に記載の発明は、チューブ型燃料電池セルと、チューブ型燃料電池セルを冷却又は加温すべき熱媒体が内部を流れる熱媒管と、を具備し、熱媒管が、第１直線部及び第２直線部と、第１直線部と第２直線部とをつなぐ屈曲部と、を備え、第１直線部及び／又は前記第２直線部の外周面上に、チューブ型燃料電池セルが配置されていることを特徴とする、チューブ型燃料電池モジュールにより、上記課題を解決する。
【０００９】
ここに、熱媒体の具体例としては、水、エチレングリコール、及び、これらの混合物等を挙げることができる。さらに、熱媒管は、チューブ型ＰＥＦＣの作動環境に耐え得る耐食性を有する材料により構成されていれば、その構成材料は特に限定されない。ただし、熱媒管に、外部集電体としての機能をも担わせることでチューブ型燃料電池モジュールの小型化を図りやすくする等の観点からは、上記耐食性に加えて良好な電気伝導性を有する材料により構成されていることが好ましい。当該耐食性及び良好な電気伝導性を有する材料の具体例としては、Ａｕ、Ｐｔのほか、Ｃｕの表面をＴｉにより被覆したもの（例えば、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材）等を挙げることができる。加えて、本発明にかかるチューブ型燃料電池モジュールの出力密度を効果的に向上可能とする等の観点から、上記熱媒管に備えられる第１直線部の軸方向と第２直線部の軸方向が互いに平行であることが好ましい。さらに、同様の観点から、熱媒管の第１直線部及び第２直線部の外周面上にチューブ型燃料電池セルが配置されることが好ましく、当該チューブ型燃料電池セルの配置形態は、第１直線部及び第２直線部の軸方向とチューブ型燃料電池セルの軸方向が平行になる形態とすることが好ましい。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のチューブ型燃料電池モジュールにおいて、第１直線部、第２直線部、及び、屈曲部が、１本の熱媒管を曲げることにより形成されていることを特徴とする。
【００１１】
ここに、「１本の熱媒管を曲げることにより形成されている」とは、１本の熱媒管を曲げることで、当該熱媒管の少なくとも１部がＵ字状に形成され、当該Ｕ字状が、第１直線部、屈曲部、及び、第２直線部により構成されていることを意味する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のチューブ型燃料電池モジュールにおいて、熱媒管の入口及び出口が、チューブ型燃料電池セルの軸方向中心に対して同じ側に位置していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のチューブ型燃料電池モジュールにおいて、熱媒管の入口及び出口が、第１直線部及び／又は第２直線部の軸方向に対して平面視で外側に交差する方向に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
ここに、「熱媒管の入口及び出口が、第１直線部及び／又は第２直線部の軸方向に対して平面視で外側に交差する方向に形成されている」状態を例示すると、以下のようになる。すなわち、熱媒管の入口が、屈曲部と連続していない側の第１直線部の端部に形成されるとともに、同出口が、屈曲部と連続していない側の第２直線部の端部に形成されている場合に、熱媒管の入口が、前記第１直線部と隣接する第２直線部と反対側へ開口するように形成され、熱媒管の出口が、前記第２直線部と隣接する第１直線部と反対側へ開口するように形成されていることを意味する。本発明において、熱媒管の入口及び出口の開口方向と、第１直線部及び／又は第２直線部の軸方向がなす角度は、特に限定されないが、複数のチューブ型燃料電池モジュールを容易に接続可能とする等の観点から、９０°とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、隣接する第１直線部と第２直線部とを屈曲部により繋ぐことができるので、ｎ箇所の直線部とｎ−１箇所の屈曲部とを備える形状とすることで、熱媒管を蛇行した形状にすることができる。このように、熱媒管を蛇行した形状にすれば、熱媒体の入口及び出口を限定することが可能になり、反応ガスと熱媒体との間に形成されるシール部の構造を簡略化することが可能になる。したがって、本発明によれば、シール部の構造を簡略化することでシールの信頼性を向上させることが可能な、チューブ型燃料電池モジュールを提供できる。  
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第１直線部、第２直線部、及び、屈曲部が、１本の熱媒管を曲げることにより形成されているので、第１直線部及び第２直線部と屈曲部との接続を回避することができ、シール部の構造を一層簡略化することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、熱媒管の入口及び出口が、チューブ型燃料電池セルの軸方向中心に対して同じ側に位置しているので、当該入口及び出口が位置している側にのみ、反応ガスと熱媒体とを隔離するシール部を形成することができ、シール部の構造を容易に簡略化することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、熱媒管の入口及び出口が、それぞれ、第１直線部及び／又は第２直線部の軸方向に対して平面視で外側に交差する方向に形成されている。そのため、複数のチューブ型燃料電池モジュールを接続する場合に、一方のチューブ型燃料電池モジュールにおける熱媒管の入口と、他方のチューブ型燃料電池モジュールにおける熱媒管の出口とを容易に接続することができる。したがって、本発明によれば、上記効果に加えて、さらに、複数のモジュール間の接続を容易化し得る、チューブ型燃料電池モジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
チューブ型セルを適当な温度範囲に維持すること等を目的として、チューブ型ＰＥＦＣモジュールには、内部に熱媒体を通す熱媒管が備えられる。従来のチューブ型ＰＥＦＣモジュール（以下において、「従来型モジュール」と記述する。）では、一般に、チューブ型セル１つに対して１本の熱媒管が備えられていたが、本発明者らは、複数のチューブ型セルに対して１本の熱媒管が備えられる形態であっても、チューブ型セルの温度管理を十分に行い得るとの知見を得た。他方、従来型モジュールに備えられる熱媒管は、直管形状であったため、少なくとも、反応ガスと熱媒管との界面に設けられるシール部が、熱媒管の本数と対応する数だけ必要とされていた。すなわち、従来型モジュールには、数多くのシール部が設けられており、シール箇所が狭い範囲に集中していたため、シール構造が複雑化しやすいほか、シールの信頼性が低下しやすく、チューブ型ＰＥＦＣシステム（以下、単に「システム」という。）としての安定性が低下しやすいという問題があった。シールの信頼性を向上させるには、シール箇所（シール部の数）を低減することが効果的であり、シール部の数を低減しつつシステムの安定性を確保できれば、システムの小型化を図ることが可能になり、出力密度を向上させることも可能になる。
【００２０】
本発明はかかる観点からなされたものであり、その要旨は、蛇行した形状の熱媒管と、当該熱媒管の外周面上に配設された複数のチューブ型セルとを備える形態とすることで、シール部の数を従来型モジュールよりも低減させ、シールの信頼性を向上させることが可能なチューブ型燃料電池モジュールを提供することにある。
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明のチューブ型燃料電池モジュールについて具体的に説明する。
【００２２】
図１は、第１実施形態にかかる本発明のチューブ型燃料電池モジュールの一部を概略的に示す外観図である。図示のように、本発明のチューブ型燃料電池モジュール（以下において、「本発明のモジュール」という。）１０は、チューブ型燃料電池セル１、１、…と、複数のチューブ型燃料電池セル１、１、…の外周面とその外周面が接するように配置された熱媒管２と、を具備している。熱媒管２は、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材を母材とする１本の直管を曲げて屈曲部２ｃ、２ｃ、…を形成することにより作製されており、第１直線部２ａ、２ａ、…、及び、第２直線部２ｂ、２ｂ、…と、これらを繋ぐ屈曲部２ｃ、２ｃ、…とを備えている。そして、熱媒管２の入口２ｘ及び出口２ｙは、ともに、図面上方側に配置され、当該入口２ｘ及び出口２ｙは、開口方向が、第１直線部２ａ及び第２直線部２ｂの軸方向と９０°の角をなす方向となるように形成されている。
【００２３】
このように、本実施形態にかかるモジュール１０によれば、熱媒管２の入口２ｘ及び出口２ｙが、ともに図面上方側に位置しているので、熱媒管２内を流れる熱媒体と反応ガスとをシールするシール部を、チューブ型セル１、１、…の図面上方側の端部にのみ形成すれば良く、シール構造を簡略化することができる。さらに、熱媒管２の入口及び出口が、入口２ｘ及び出口２ｙのみに限定されているので、当該入口２ｘ及び出口２ｙの近傍にのみ熱媒管と反応ガス拡散領域（後述）との間に形成されるシール部を配置すれば良く、シール構造をさらに簡略化することができる。加えて、熱媒管２の入口２ｘ及び出口２ｙが、それぞれ外側を向いており、入口２ｘ及び出口２ｙの開口部の方向が、チューブ型セル１、１、…の軸方向と交差しているので、上記熱媒体と反応ガスとをシールするシール部を、チューブ型セル１、１、…の軸方向とは異なる方向に形成することができる。そのため、チューブ型セル１、１、…の同軸方向に形成されるシール部の数を低減することが可能になり、シール構造を簡略化することで、モジュール１０におけるシールの信頼性を向上させることができる。
【００２４】
図２は、本発明のモジュールに備えられるシール部の構成例と、従来型モジュールに備えられるシール部の構成例と、を概略的に示す断面図である。図２（Ａ）は、本発明のモジュールに備えられるシール部の構成例を示す概略図であり、熱媒管、チューブ型セル、及び、シール部の一部のみを拡大して示している。なお、図２（Ａ）では、３つの屈曲部を有する形態の熱媒管を示したが、本発明のモジュールに備えられる熱媒管の形態は、図示の形態に限定されない。一方、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す熱媒管の直線部と同数の直管形状の熱媒管が備えられる従来型モジュールと、そのシール部の構成を示している。図２（Ａ）及び（Ｂ）において、図１に示すモジュールの構成要素と同様の構成を採るものには、図１にて使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。また、図２（Ａ）及び（Ｂ）では、水素及び空気の取入口、並びに、排出口の記載を省略しており、反応ガス拡散領域としての水素拡散領域と空気拡散領域との間に配置されるシール部、及び、熱媒管の周囲に配置されるシール部を強調して示している。なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）の直線矢印は、熱媒管内を流れる熱媒体の流れ方向を示している。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、第１実施形態にかかる本発明のモジュール１０’は、熱媒管２と、当該熱媒管２の外周面上に配設される複数のチューブ型セル１、１、…と、を備えている。熱媒管２は、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材を母材とする１本の直管を曲げて屈曲部２ｃ、２ｃ、…を形成することにより作製されており、第１直線部２ａ、２ａ、…、及び、第２直線部２ｂ、２ｂ、…と、これらを繋ぐ屈曲部２ｃ、２ｃ、…とを有している。図示のモジュール１０’は、中央部が酸素拡散領域７、両端部が水素拡散領域６、６とされており、酸素拡散領域７と水素拡散領域６、６との間にシール部５ａ、５ａが、熱媒管２の入口２ｘ及び出口２ｙの周囲にシール部５ｂ、５ｂが、それぞれ形成されている。このように、本発明のモジュール１０’によれば、熱媒管２の周囲に形成されるシール部５ｂ、５ｂを、熱媒管２の入口２ｘ及び出口２ｙにのみ配置することで、水素拡散領域６をシールすることができる。
【００２６】
これに対し、図２（Ｂ）に示す従来型モジュール９０は、直管形状の熱媒管３、３、…と、当該熱媒管３、３、…の外周面上に配置されるチューブ型セル１、１、…と、を備えている。図示のモジュール９０も、図２（Ａ）に示すモジュール１０’と同様に、中央部が酸素拡散領域７、両端部が水素拡散領域６、６とされており、酸素拡散領域７と水素拡散領域６、６との間にシール部５ａ、５ａが、水素拡散領域６、６の熱媒管３、３、…の周囲にシール部９５ｂ、９５ｂ、…が、それぞれ形成されている。熱媒管３、３、…の本数を「ｔ」とするとき、従来のモジュール９０では、熱媒管３、３、…の周囲に形成されるシール部９５ｂ、９５ｂ、…の数（シール箇所）を「２ｔ」とする必要があり、熱媒管３、３、…の数に応じて、シール部の数が増加するという問題があった。
【００２７】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本発明のモジュール１０’によれば、熱媒管２を蛇行した形状とすることで、シール部の数を低減することができ、これによって、シールの信頼性を向上させることが可能になる。さらに、本発明のモジュール１０’によれば、シール部の数が低減されるため、モジュール１０’の小型化を容易に図ることができ、モジュール１０’の出力密度を向上させることができる。
【００２８】
上記説明では、熱媒管の入口及び出口が、チューブ型セルの軸方向中心に対して同じ側に位置している形態を例示したが、本発明のモジュールに備えられる熱媒管の形態は当該形態に限定されるものではなく、熱媒管の入口及び出口が、チューブ型セルの軸方向中心に対して反対側に位置していても良い。ただし、一方のモジュールに備えられる熱媒管の入口と他方のモジュールに備えられる熱媒管の出口とを接続することで、モジュールを接続する際の作業性を向上させる等の観点からは、熱媒管の入口及び出口が、チューブ型セルの軸方向中心に対して同じ側に位置している形態とすることが好ましい。
【００２９】
また、これまで、熱媒管の入口及び出口が、熱媒管の第１直線部及び第２直線部の軸方向に対して平面視で外側に交差する方向（より具体的には略直交する方向）に形成されている形態（図１及び図２参照）を例示したが、本発明のモジュールに備えられる熱媒管の形態は当該形態に限定されない。本発明のモジュールに備えられる熱媒管が採り得る他の形態例を、図３に示す。
【００３０】
図３は、第２実施形態にかかる本発明のモジュールに備えられるシール部の構成例を概略的に示す断面図であり、熱媒管、チューブ型セル、及び、シール部の一部のみを拡大して示している。なお、図３は、図２（Ａ）と対応する図であり、３つの屈曲部を有する形態の熱媒管を示したが、本実施形態にかかるモジュールに備えられる熱媒管の形態は、図示の形態に限定されない。図３において、図２（Ａ）に示すモジュールの構成要素と同様の構成を採るものには、図２（Ａ）にて使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。また、図３では、水素及び空気の取入口、並びに、排出口の記載を省略しており、水素拡散領域と空気拡散領域との間に配置されるシール部、及び、熱媒管の周囲に配置されるシール部を強調して示している。図３において、直線矢印は、熱媒管内を流れる熱媒体の流れ方向を示している。
【００３１】
図３に示すように、第２実施形態にかかる本発明のモジュール２０は、熱媒管２’と、当該熱媒管２’の外周面上に配設される複数のチューブ型セル１、１、…と、を備えている。熱媒管２’は、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材を母材とする１本の直管を曲げて屈曲部２ｃ、２ｃ、…を形成することにより作製されており、第１直線部２ａ、２ａ、…、及び、第２直線部２ｂ、２ｂ、…と、これらを繋ぐ屈曲部２ｃ、２ｃ、…とを有している。図示のモジュール２０は、中央が酸素拡散領域７、両端部が水素拡散領域６、６とされており、酸素拡散領域７と水素拡散領域６、６との間にシール部５ａ、５ａが、熱媒管２’の入口２ｘ及び出口２ｙの周囲にシール部５ｂ’、５ｂ’が、それぞれ形成されている。このように、熱媒管２’の入口２ｘ及び出口２ｙの開口方向が、第１直線部２ａ、２ａ、…、及び、第２直線部２ｂ、２ｂ、…の軸方向と同じ方向のモジュール２０であっても、水素拡散領域６と熱媒管２’の入口２ｘ及び出口２ｙとの間に形成されるシール部５ｂ’、５ｂ’の間隔を従来よりも開けることができるので、シール部の数を低減してシール構造を簡易化することができる。すなわち、第２実施形態にかかる本発明のモジュール２０によれば、従来型モジュールよりもシール部の数を低減することができるので、シールの信頼性を向上させること、モジュールの小型化を図ること、及び、モジュールの出力密度を向上させることができる。
【００３２】
本発明のモジュールの製造工程例を、図４に簡略化して示す。本発明のモジュールでは、チューブ型セルを加温又は冷却する機能のみを果たす熱媒管が備えられていても良いが、構成部材数を低減することで、モジュールの小型化を図りやすくする等の観点から、上述のように、熱媒管に外部集電体としての機能をも担わせることが好ましい。なお、熱媒管に当該機能を担わせる場合には、漏電を防止する等の観点から、熱媒体と接触する熱媒管表面（例えば、内表面）を絶縁性材料で被覆することが好ましい。そこで、以下の説明では、外部集電体としての機能をも担う熱媒管が備えられるモジュールの製造工程例について記述する。
【００３３】
本発明のモジュールは、熱媒管とチューブ型セルとを備え、熱媒管の外周面上に複数のチューブ型セルが配設されている。そこで、本発明のモジュールを製造する際には、チューブ型セルを作製する必要がある。ここに、本発明にかかるモジュールのチューブ型セルに備えられる電解質膜の構成材料例としては、含フッ素イオン交換樹脂等を挙げることができ、触媒層の構成材料例としては、含フッ素イオン交換樹脂と白金担持カーボン等を挙げることができる。チューブ型セルの作製する場合には、例えば、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材の外周面に反応ガス流通用の空間（例えば、溝）が形成された内部集電体の表面に、有機溶媒を用いて溶解させた含フッ素イオン交換樹脂等を含む溶液へ白金担持カーボン等の触媒を分散させた触媒インク（以下において、単に「触媒インク」という。）を塗布し乾燥させることにより、触媒層を形成する。その後、有機溶媒を用いて溶解させた含フッ素イオン交換樹脂等を上記触媒層の表面へ塗布し乾燥させることにより電解質膜を形成する。そして、当該電解質膜の表面に触媒インクを塗布し乾燥させることにより、触媒層を形成し、内部集電体の外周面上に、触媒層、電解質膜、及び、触媒層を備えるＭＥＡを作製して、熱媒管の外周面上に配設するチューブ型セルを作製する（工程Ｓ１；チューブ型セル作製工程）。
【００３４】
上記方法等によりチューブ型セルを製造したら、直管形状の熱媒管の外周面上に複数のチューブ型セルを配設（固定）し、屈曲部形成用に必要とされる間隔を開けて、さらに、熱媒管の外周面上に複数のチューブ型セルを配設していく（工程Ｓ２；チューブ型セル配設工程）。所定の間隔を開けて複数のチューブ型セルを熱媒管の外周面上に配設したら、引き続き、チューブ型セルが配設されていない熱媒管の箇所を順に曲げていくことにより、熱媒管を蛇行した形状にする（工程Ｓ３；屈曲部形成工程）。このようにして、蛇行した形状の熱媒管の外周面上に複数のチューブ型セルを配設したら、水素と空気とを隔離するシール部を形成し、さらに、熱媒管の入口及び出口の近傍にシール部を形成する（工程Ｓ４；シール部形成工程）。そして、工程Ｓ４が終了したら、上記工程Ｓ１〜Ｓ４によって製造されたものを所定の筐体等へ入れる等の工程を経ることにより、本発明のモジュールを製造することができる。
【００３５】
なお、上記説明では、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材により構成される熱媒管が備えられる形態のモジュールを例示したが、本発明にかかる熱媒管の構成材料は、これに限定されない。本発明にかかる熱媒管の構成材料の具体例としては、Ｃｕ−Ｔｉクラッド材の他に、Ａｕ、Ｐｔ等を挙げることができる。
【００３６】
さらに、上記説明では、１本の直管形状の熱媒管を曲げて屈曲部を形成することにより、第１直線部、第２直線部、及び、屈曲部を有する熱媒管とする形態について記述したが、本発明にかかる熱媒管は当該形態に限定されない。本発明にかかる熱媒管は、例えば、直管とＵ字管とを接続することにより形成されていても良い。当該形態の熱媒管であっても、水素拡散領域と熱媒間とのシール部の数を低減することができるが、製造時に、直管とＵ字管とを接続する工程が必要になるため、本発明のモジュールを製造する際の作業性を向上させる等の観点からは、直管形状の熱媒管を曲げて屈曲部が形成される形態とすることが好ましい。
なお、本発明のモジュールに備えられる熱媒管内を流れる熱媒体の具体例として、チューブ型セルを冷却する際には冷水、エチレングリコール、及び、これらの混合物等を、チューブ型セルを加温する際には温水等を挙げることができる。
【００３７】
加えて、図１では、熱媒管の各直線部の周りに６つのチューブ型セルが配設されている形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されるものではなく、直線部の周りに配設されるチューブ型セルの数は、反応ガスの拡散性やチューブ型セルの冷却効率等を総合的に勘案して適当な数にすることができる。
【００３８】
また、本発明のモジュールに備えられるシール部の構成材料の具体例としては、エポキシ等の熱硬化性樹脂、または、耐熱エポキシ系二液硬化性接着剤等を挙げることができる。
【００３９】
加えて、図２及び図３では、チューブ型セルの中央部に空気拡散領域が、両端部に水素拡散領域が配置される形態のモジュールを例示したが、本発明のモジュールは当該形態に限定されず、中央部に水素拡散領域が、両端部に酸素拡散領域が配置されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態にかかる本発明のチューブ型燃料電池モジュールを示す外観図である。
【図２】本発明のモジュール及び従来型モジュールのシール部を示す断面図である。
【図３】第２実施形態にかかる本発明のモジュールのシール部を示す断面図である。
【図４】本発明のモジュールの製造工程例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  チューブ型セル（チューブ型燃料電池セル）
２、２’  熱媒管
２ａ  第１直線部
２ｂ  第２直線部
２ｃ  屈曲部
２ｘ  熱媒管の入口
２ｙ  熱媒管の出口
３  熱媒管
５ａ、５ｂ、９５ｂ  シール部
６  水素拡散領域
７  空気拡散領域
１０、１０’、２０、９０  チューブ型燃料電池モジュール
【図１】
2007134186.tif 000003
【図２】
2007134186.tif 000004
【図３】
2007134186.tif 000005
【図４】
2007134186.tif 000006