Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7563012B2 - solid oxide fuel cell - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7563012B2 - solid oxide fuel cell - Google Patents

solid oxide fuel cell Download PDF

Info

Publication number
JP7563012B2
JP7563012B2 JP2020119060A JP2020119060A JP7563012B2 JP 7563012 B2 JP7563012 B2 JP 7563012B2 JP 2020119060 A JP2020119060 A JP 2020119060A JP 2020119060 A JP2020119060 A JP 2020119060A JP 7563012 B2 JP7563012 B2 JP 7563012B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
frame
main body
fuel gas
side manifold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020119060A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022015901A (en
Inventor
祐介 青山
敬士 市原
明 安武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2020119060A priority Critical patent/JP7563012B2/en
Publication of JP2022015901A publication Critical patent/JP2022015901A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7563012B2 publication Critical patent/JP7563012B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池に関する。 The present invention relates to a solid oxide fuel cell.

固体酸化物燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell。以下、単に「SOFC」という。)は、アノード層とカソード層との間に電解質層を挟持したセルを有する。SOFCにおける発電性能は温度と正の相関があるため、SOFCの発電出力を向上させるためには、セルの反応面全体を高温に保持する必要がある。燃料電池は、発電によって生じる熱の一部が供給ガスの熱伝達によって輸送されることから、ガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を問わず、反応面に温度分布が生じることは避けられない。反応面の最高温度は材料の耐熱温度より低温である必要がある。反応面内の温度差が大きいと、反応面全体を高温化できず、発電出力の向上が阻害される。 A solid oxide fuel cell (SOFC, hereafter simply referred to as "SOFC") has a cell with an electrolyte layer sandwiched between an anode layer and a cathode layer. Since the power generation performance of an SOFC is positively correlated with temperature, in order to improve the power generation output of an SOFC, the entire reaction surface of the cell must be kept at a high temperature. In a fuel cell, some of the heat generated by power generation is transported by heat transfer from the supply gas, so regardless of the gas supply method (co-flow, counter-flow, cross-flow), it is inevitable that a temperature distribution will occur on the reaction surface. The maximum temperature of the reaction surface must be lower than the heat resistance temperature of the material. If the temperature difference within the reaction surface is large, the entire reaction surface cannot be heated to a high temperature, which hinders the improvement of power generation output.

従来、セルの反応面の均熱を図ることによって、低電気抵抗、高出力を図る燃料電池のスタック構造が提案されている(特許文献1を参照)。このスタック構造は、正方形の内部マニホールド型セパレータを有し、正方形の4辺のそれぞれに、セルの中心に対して点対称位置に複数のアノードマニホールドおよびカソードマニホールドが形成されている。セパレータは、燃料電池の各段毎にセル中心に対して90°回転して積層されている。これによって、各セルにおける燃料および酸化剤の供給方式をクロスフローとし、さらに1段毎に燃料の流れ方向を直交させ、酸化剤の流れ方向を直交させている。 A fuel cell stack structure has been proposed that aims to achieve low electrical resistance and high output by uniformly heating the reaction surfaces of the cells (see Patent Document 1). This stack structure has a square internal manifold-type separator, and multiple anode manifolds and cathode manifolds are formed on each of the four sides of the square at positions symmetrical with respect to the center of the cell. The separators are stacked at each stage of the fuel cell, rotated 90° around the cell center. This makes the fuel and oxidant supply method for each cell a crossflow, and further makes the fuel flow direction perpendicular and the oxidant flow direction perpendicular for each stage.

特開平11-67259号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-67259

特許文献1に記載された技術は、セルごとにフロー方向を変えるために四辺にマニホールドが形成されており、1セル当たりマニホールドとマニホールドのシール部品等が最低4個必要となる。このように、マニホールドおよびマニホールドに付随する補機類の構造が複雑になり、実際に適用することが難しい。 In the technology described in Patent Document 1, manifolds are formed on all four sides to change the flow direction for each cell, and at least four manifolds and manifold seal parts are required per cell. As a result, the structure of the manifold and the auxiliary equipment associated with the manifold becomes complicated, making it difficult to actually apply the technology.

そこで、本発明は、単純な構造によってガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を組み合わせることが可能な固体酸化物形燃料電池を提供することにある。 Therefore, the present invention aims to provide a solid oxide fuel cell that can combine gas supply methods (co-flow, counter-flow, cross-flow) with a simple structure.

上記目的を達成するための本発明は、アノード層とカソード層との間に電解質層を挟持したセルを支持するセルフレームを有する固体酸化物形燃料電池である。前記セルフレームは、中空部を備える中空部材から形成された本体部と、前記本体部に接続され前記セルを支持するセル支持部とを有する。前記本体部は、入口側マニホールド部と、出口側マニホールド部と、前記入口側マニホールド部と前記出口側マニホールド部とを接続するフレーム部と、を有する。前記フレーム部は前記セル支持部に支持された前記セルの周囲を囲む4辺を有する矩形形状をなす。前記セルフレームはさらに、前記入口側マニホールド部に形成され
前記中空部に連通する入口側マニホールド連通部と、前記出口側マニホールド部に形成され前記中空部に連通する出口側マニホールド連通部と、前記フレーム部に形成され前記セルと前記中空部とを連通し前記中空部を流れる流体を前記セルに供給する供給側セル連通部と、前記フレーム部に形成され前記セルと前記中空部とを連通し前記セルを流れる流体を前記中空部に排出する排出側セル連通部とを有する。前記供給側セル連通部は前記フレーム部の4辺のうちいずれか1辺に形成され、前記排出側セル連通部は前記供給側セル連通部を形成した前記1辺と対称位置の他の辺に形成され、前記セルを流れる流体の流れ方向を前記いずれか1辺から前記他の辺に向かう方向に設定してなる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a solid oxide fuel cell having a cell frame supporting a cell having an electrolyte layer sandwiched between an anode layer and a cathode layer. The cell frame has a main body portion formed from a hollow member having a hollow portion, and a cell support portion connected to the main body portion and supporting the cell. The main body portion has an inlet side manifold portion, an outlet side manifold portion, and a frame portion connecting the inlet side manifold portion and the outlet side manifold portion. The frame portion has a rectangular shape having four sides surrounding the periphery of the cell supported by the cell support portion. The cell frame further has an inlet-side manifold communicating portion formed in the inlet-side manifold portion and communicating with the hollow portion, an outlet-side manifold communicating portion formed in the outlet-side manifold portion and communicating with the hollow portion, a supply-side cell communicating portion formed in the frame portion communicating between the cell and the hollow portion and supplying a fluid flowing through the hollow portion to the cell, and a discharge-side cell communicating portion formed in the frame portion communicating between the cell and the hollow portion and discharging a fluid flowing through the cell to the hollow portion. The supply-side cell communicating portion is formed on any one of four sides of the frame portion, and the discharge-side cell communicating portion is formed on the other side symmetrically to the one side on which the supply-side cell communicating portion is formed, and the flow direction of the fluid flowing through the cell is set to a direction from any one of the sides toward the other side.

本発明によれば、セルフレームの本体部を構成する中空部材の中空部をガスの流通路として使用する。セルフレームの本体部の基本構造を同じにしたまま、供給側セル連通部および排出側セル連通部の形成位置を変更することによって、ガスの流れ方向を選択できる。したがって、単純な構造によってガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を組み合わせることが可能となる。 According to the present invention, the hollow portion of the hollow member that constitutes the main body of the cell frame is used as a gas flow passage. The gas flow direction can be selected by changing the formation positions of the supply side cell communication portion and the discharge side cell communication portion while keeping the basic structure of the main body of the cell frame the same. Therefore, it is possible to combine gas supply methods (co-flow, counter flow, cross flow) with a simple structure.

固体酸化物形燃料電池のセルスタックアッセンブリを、スカート、断熱材、一対のエンドプレート、およびスタックに分解した状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a cell stack assembly of a solid oxide fuel cell disassembled into a skirt, a heat insulator, a pair of end plates, and a stack. 図1の断熱材およびスタックを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view of the insulation and stack of FIG. 1. 図1に示すスタックを、セルユニットに分解した状態を、ユニット間シールとともに示す斜視図である。2 is a perspective view showing the stack shown in FIG. 1 disassembled into cell units, together with inter-unit seals. FIG. 図3に示すセルユニットを、セルフレームおよびセパレータに分解し、さらに、セルフレームを本体部とセルを支持したセル支持部とに分解した状態を、ユニット間シールとともに示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the cell unit shown in FIG. 3 disassembled into a cell frame and separators, and the cell frame disassembled further into a main body and a cell support part that supports the cells, together with the seal between the units. セルユニットを積層した状態の図4の5-5線に沿う断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 4 in a state in which the cell units are stacked. セルユニットとユニット間シールとを積層した状態の図4の6-6線に沿う断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. 4, showing the cell units and the inter-unit seals stacked together. セルフレームを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a cell frame. 図7Aにおいて一点鎖線によって囲まれる7B部を拡大して示す斜視図である。FIG. 7B is an enlarged perspective view of a portion 7B surrounded by a dashed line in FIG. 7A. 図7Aの7C-7C線に沿う断面図である。7C is a cross-sectional view taken along line 7C-7C in FIG. 7A. セルフレームの本体部を構成する2つの本体部構成体を分離した状態を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a state in which two main body constituents that configure the main body of the cell frame are separated. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローとカウンターフローとの組み合わせの場合におけるスタックの温度分布を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a schematic diagram of a temperature distribution in a stack when the supply system of the fuel gas and the oxidant gas is a combination of co-flow and counter-flow. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をコフローとしたセルフレームの本体部を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a main body of a cell frame in which a fuel gas and an oxidant gas are supplied in a co-flow manner. 図9Aに示される上位側の第2本体部構成体を示す平面図である。FIG. 9B is a plan view showing the upper second body portion constituent shown in FIG. 9A. 図9Aに示される下位側の第1本体部構成体を示す平面図である。FIG. 9B is a plan view showing the lower first body portion constituent shown in FIG. 9A. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をカウンターフローとしたセルフレームの本体部を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a main body of a cell frame in which the fuel gas and the oxidant gas are supplied in counter flow. 図10Aに示される上位側の第2本体部構成体を示す平面図である。FIG. 10B is a plan view showing the upper second body portion constituent shown in FIG. 10A. 図10Aに示される下位側の第1本体部構成体を示す平面図である。FIG. 10B is a plan view showing the lower first body portion constituent shown in FIG. 10A. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローとクロスフローとの組み合わせの場合におけるスタックの温度分布を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a schematic diagram of temperature distribution in a stack when the supply system of fuel gas and oxidant gas is a combination of cross-flow and cross-flow. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとしたセルフレームの本体部を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a main body of a cell frame in which the fuel gas and the oxidant gas are supplied in a cross-flow manner. 図12Aに示される上位側の第2本体部構成体を示す平面図である。FIG. 12B is a plan view showing the upper second body portion constituent shown in FIG. 12A. 図12Aに示される下位側の第1本体部構成体を示す平面図である。FIG. 12B is a plan view showing the lower first body portion constituent shown in FIG. 12A. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとし、さらに燃料ガスが流れる方向を図12Aに示される方向と逆方向としたセルフレームの本体部を示す斜視図である。12B is a perspective view showing a main body of a cell frame in which the fuel gas and oxidant gas are supplied in a cross-flow manner and the fuel gas flows in a direction opposite to that shown in FIG. 12A . 図13Aに示される上位側の第2本体部構成体を示す平面図である。FIG. 13B is a plan view showing the upper second body portion constituent shown in FIG. 13A. 図13Aに示される下位側の第1本体部構成体を示す平面図である。FIG. 13B is a plan view showing the lower first body portion constituent shown in FIG. 13A. 変形例1に係るセルフレームを適用したスタックであって、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローとカウンターフローとの組み合わせの場合のスタックを模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a stack to which a cell frame according to Modification 1 is applied, in which the supply method for fuel gas and oxidant gas is a combination of co-flow and counter-flow. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をコフローとしたセルフレームの本体部を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a main body of a cell frame in which a fuel gas and an oxidant gas are supplied in a co-flow manner. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をカウンターフローとしたセルフレームの本体部を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a main body of a cell frame in which the fuel gas and the oxidant gas are supplied in counter flow. 変形例1に係るセルフレームを適用したスタックであって、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローとクロスフローとの組み合わせの場合のスタックを模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a stack to which a cell frame according to Modification 1 is applied, in which the supply system for fuel gas and oxidant gas is a combination of cross-flow and cross-flow. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとしたセルフレームの本体部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a main body of a cell frame in which the fuel gas and the oxidant gas are supplied in a cross-flow manner. 燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとし、さらに燃料ガスが流れる方向を図15Bに示される方向と逆方向としたセルフレームの本体部を示す平面図である。15C is a plan view showing a main body of a cell frame in which the fuel gas and oxidant gas are supplied in a cross-flow manner and the fuel gas flows in a direction opposite to the direction shown in FIG. 15B. セルフレームの連通部の変形例を示す斜視図である。13 is a perspective view showing a modified example of the communication portion of the cell frame. FIG. セルフレームの連通部の他の変形例を示す斜視図である。13 is a perspective view showing another modified example of the communication portion of the cell frame. FIG. セルフレームの中空部材の変形例を示す平面図である。13 is a plan view showing a modified example of the hollow member of the cell frame. FIG. 図17Aの17B-17B線に沿う断面図である。This is a cross-sectional view taken along line 17B-17B in Figure 17A. セルフレームの中空部材の変形例を示す図17Bに相当する断面図である。17B , showing a cross-sectional view corresponding to FIG. 17B , illustrating a modified example of a hollow member of the cell frame.

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。なお、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. Note that the following description does not limit the technical scope or the meaning of the terms described in the claims. Also, the dimensional ratios in the drawings have been exaggerated for the convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

図を参照しつつ、実施形態に係る固体酸化物形燃料電池(SOFC)について説明する。以下の説明の便宜のため、XYZ直交座標系を図中に示す。X軸およびY軸は水平方向、Z軸は上下方向にそれぞれ平行な軸を示す。 A solid oxide fuel cell (SOFC) according to an embodiment will be described with reference to the figure. For ease of explanation, an XYZ Cartesian coordinate system is shown in the figure. The X-axis and Y-axis are parallel to the horizontal direction, and the Z-axis is parallel to the vertical direction.

図1は、実施形態に係るSOFCのセルスタックアッセンブリ10を、スカート11、断熱材12、上部エンドプレート13a、下部エンドプレート13b、およびスタック14に分解した状態を示す斜視図、図2は、断熱材12およびスタック14を示す平面図である。図3は、スタック14を、セルユニット20に分解した状態を、ユニット間シール30とともに示す斜視図である。図4は、セルユニット20を、セルフレーム100およびセパレータ110に分解し、さらに、セルフレーム100を本体部120とセル130を支持したセル支持部140とに分解した状態を、ユニット間シール30とともに示す斜視図である。図5は、セルユニット20を積層した状態の図4の5-5線に沿う断面図、図6は、セルユニット20とユニット間シール30とを積層した状態の図4の6-6線に沿う断面図である。 Figure 1 is a perspective view showing a cell stack assembly 10 of an SOFC according to an embodiment disassembled into a skirt 11, a heat insulator 12, an upper end plate 13a, a lower end plate 13b, and a stack 14, and Figure 2 is a plan view showing the heat insulator 12 and the stack 14. Figure 3 is a perspective view showing the stack 14 disassembled into cell units 20 together with the inter-unit seal 30. Figure 4 is a perspective view showing the cell unit 20 disassembled into a cell frame 100 and a separator 110, and the cell frame 100 disassembled into a main body 120 and a cell support part 140 supporting the cell 130 together with the inter-unit seal 30. Figure 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in Figure 4 showing the cell units 20 stacked together, and Figure 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in Figure 4 showing the cell units 20 and the inter-unit seal 30 stacked together.

図1に示すように、実施形態に係るSOFCのセルスタックアッセンブリ10は、スタック14と、スタック14を上下から挟み込む上部エンドプレート13aおよび下部エンドプレート13bと、スタック14の周囲を覆う断熱材12と、断熱材12の側面部を覆うスカート11と、を有する。スカート11は、上部エンドプレート13aおよび下部エンドプレート13bに溶接またはボルト締結される。 As shown in FIG. 1, the cell stack assembly 10 of the SOFC according to the embodiment includes a stack 14, an upper end plate 13a and a lower end plate 13b that sandwich the stack 14 from above and below, a heat insulating material 12 that covers the periphery of the stack 14, and a skirt 11 that covers the side portions of the heat insulating material 12. The skirt 11 is welded or bolted to the upper end plate 13a and the lower end plate 13b.

図2に示すように、スタック14と断熱材12との間の閉空間15、16は、酸化剤ガスが流れる流路を形成する。図中左側の閉空間15が酸化剤ガス用の入口側マニホールド部を構成し、図中右側の閉空間16が酸化剤ガス用の出口側マニホールド部を構成する。酸化剤ガスは、X正方向に流れる。 As shown in FIG. 2, the closed spaces 15, 16 between the stack 14 and the insulation material 12 form a flow path through which the oxidizer gas flows. The closed space 15 on the left side of the figure constitutes an inlet manifold portion for the oxidizer gas, and the closed space 16 on the right side of the figure constitutes an outlet manifold portion for the oxidizer gas. The oxidizer gas flows in the positive X direction.

図3に示すように、スタック14は、複数のセルユニット20がユニット間シール30を介して積層されている。以下、図中にZ軸で示すスタック14の上下方向を「積層方向」とも称する。また、セルユニット20を構成する各層の面方向は、XY面方向に相当する。 As shown in FIG. 3, the stack 14 is made up of multiple cell units 20 stacked with inter-unit seals 30 between them. Hereinafter, the vertical direction of the stack 14, indicated by the Z axis in the figure, will also be referred to as the "stacking direction." The surface directions of each layer constituting the cell unit 20 correspond to the XY surface directions.

図4および図5に示すように、セルユニット20は、セル130と、セル130を支持するセルフレーム100と、流路部が形成されたセパレータ110と、を有する。セルユニット20は、セル130を支持したセルフレーム100にセパレータ110が封止固定されている。 As shown in Figures 4 and 5, the cell unit 20 has a cell 130, a cell frame 100 that supports the cell 130, and a separator 110 in which a flow path portion is formed. In the cell unit 20, the separator 110 is sealed and fixed to the cell frame 100 that supports the cell 130.

セル130は、アノード層131と、カソード層132と、電解質層133と、を有する。電解質層133は、アノード層131とカソード層132との間に挟持される。カソード層132は、酸化剤極であって、酸化剤ガス(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。カソード層132の形成材料は、例えば、ランタン、ストロンチウム、マンガン、コバルト等からなる酸化物が挙げられる。電解質層133は、燃料ガスと酸化剤ガスを分離する機能を有する。電解質層133は、カソード層132からアノード層131に向かって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。電解質層133の形成材料は、特に限定されないが、例えば、希土類酸化物(例えば、Y、Sc、Gd、Sm、Yb、Nd等から選択される1種または2種以上)をドープした安定化ジルコニア、セリア系固溶体、ペロブスカイト型酸化物(例えば、SrCeO、BaCeO、CaZrO、SrZrO等)等の固体酸化物セラミックスなどが挙げられる。アノード層131は、燃料極であって、燃料ガス(例えば水素)と酸化物イオンを反応させて、燃料ガスの酸化物を生成するとともに電子を取り出す。アノード層131の形成材料としては、例えば、NiやFe等の金属や、該金属と上記電解質層133の形成材料として挙げたセラミックスとのサーメットなどが挙げられる。アノード層131は、複数の空孔が形成された多孔体である。アノード層131内の空孔には、触媒が含浸される。アノード層131の触媒としては、例えば、NiやCu等の金属触媒を用いることができる。 The cell 130 has an anode layer 131, a cathode layer 132, and an electrolyte layer 133. The electrolyte layer 133 is sandwiched between the anode layer 131 and the cathode layer 132. The cathode layer 132 is an oxidizer electrode, and converts oxygen molecules into oxide ions by reacting an oxidizer gas (e.g., oxygen contained in air) with electrons. Examples of materials for forming the cathode layer 132 include oxides made of lanthanum, strontium, manganese, cobalt, and the like. The electrolyte layer 133 has a function of separating a fuel gas from an oxidizer gas. The electrolyte layer 133 allows oxide ions to pass from the cathode layer 132 to the anode layer 131, but does not allow gas and electrons to pass through. The material for forming the electrolyte layer 133 is not particularly limited, and examples thereof include solid oxide ceramics such as stabilized zirconia doped with rare earth oxides (e.g., one or more selected from Y2O3, Sc2O3, Gd2O3 , Sm2O3 , Yb2O3 , Nd2O3 , etc. ) , ceria-based solid solutions, and perovskite oxides (e.g., SrCeO3 , BaCeO3 , CaZrO3 , SrZrO3, etc.). The anode layer 131 is a fuel electrode that reacts a fuel gas (e.g., hydrogen) with oxide ions to generate an oxide of the fuel gas and extract electrons. Examples of the material for forming the anode layer 131 include metals such as Ni and Fe, and cermets of the metals and the ceramics listed as the materials for forming the electrolyte layer 133. The anode layer 131 is a porous body having a plurality of pores formed therein. A catalyst is impregnated into the pores in the anode layer 131. As the catalyst for the anode layer 131, for example, a metal catalyst such as Ni or Cu can be used.

セルフレーム100は、セル130を支持する。セルフレーム100は、中空部122を備える中空部材121から形成された本体部120と、本体部120に接続されセル130を支持するセル支持部140とを有する。 The cell frame 100 supports the cell 130. The cell frame 100 has a main body 120 formed from a hollow member 121 having a hollow portion 122, and a cell support 140 connected to the main body 120 and supporting the cell 130.

セルフレーム100の本体部120は、入口側マニホールド部151と、出口側マニホールド部152と、入口側マニホールド部151と出口側マニホールド部152とを接続するフレーム部153と、を有する。本体部120は、中空部材121の中空部122を燃料ガスが流通する通路として利用する。フレーム部153は、矩形形状を有し、第1フレーム161、第2フレーム162、第3フレーム163、および第4フレーム164から構成される。第1フレーム161は、X方向左手前側に位置し、Y方向に伸びている。第2フレーム162は、第1フレーム161からX正方向側に離れて第1フレーム161に対向し、Y方向に伸びている。第3フレーム163は、Y方向右手前側に位置し、X方向に伸びている。第4フレーム164は、第3フレーム163からY正方向側に離れて第3フレーム163に対向し、X方向に伸びている。図示例では、一対の入口側マニホールド部151は、第1フレーム161に、Y方向に離れて配置されている。一対の出口側マニホールド部152は、第2フレーム162に、Y方向に離れて配置されている。入口側マニホールド部151は、セル130に供給される燃料ガスが流通する。出口側マニホールド部152は、セル130から排出された燃料ガスが流通する。本体部120は、ガスを透過させない緻密な金属材料、例えば、ステンレスから形成される。セルフレーム100の本体部120の詳細な構成については後述する。 The main body 120 of the cell frame 100 has an inlet manifold 151, an outlet manifold 152, and a frame 153 that connects the inlet manifold 151 and the outlet manifold 152. The main body 120 uses the hollow portion 122 of the hollow member 121 as a passage through which fuel gas flows. The frame 153 has a rectangular shape and is composed of a first frame 161, a second frame 162, a third frame 163, and a fourth frame 164. The first frame 161 is located on the left front side in the X direction and extends in the Y direction. The second frame 162 is away from the first frame 161 in the X positive direction and faces the first frame 161, and extends in the Y direction. The third frame 163 is located on the right front side in the Y direction and extends in the X direction. The fourth frame 164 faces the third frame 163 away from the third frame 163 in the positive Y direction and extends in the X direction. In the illustrated example, a pair of inlet side manifold sections 151 are arranged on the first frame 161 at a distance in the Y direction. A pair of outlet side manifold sections 152 are arranged on the second frame 162 at a distance in the Y direction. Fuel gas supplied to the cells 130 flows through the inlet side manifold section 151. Fuel gas discharged from the cells 130 flows through the outlet side manifold section 152. The main body section 120 is formed from a dense metal material that does not allow gas to pass through, such as stainless steel. A detailed configuration of the main body section 120 of the cell frame 100 will be described later.

セルフレーム100のセル支持部140は、セル130を周囲から保持する。図5に示すように、セル支持部140は、薄板から形成され、セル130が配置される開口部141を有する。セル130のカソード層132は、セル支持部140の図中上面に接合される。セル支持部140は、ガスを透過させない緻密な金属材料、例えば、ステンレスから形成される。セル支持部140の表面は、絶縁処理が施されている。セル支持部140の外周部は、溶接またはろう付けなどによって本体部120の図中下面に接合される。なお、図5中の符号142は、セル130の外周縁部を覆ってシールするエッジシール142を示している。 The cell support 140 of the cell frame 100 holds the cell 130 from the periphery. As shown in FIG. 5, the cell support 140 is formed from a thin plate and has an opening 141 in which the cell 130 is placed. The cathode layer 132 of the cell 130 is bonded to the upper surface of the cell support 140 in the figure. The cell support 140 is formed from a dense metal material that does not allow gas to pass through, such as stainless steel. The surface of the cell support 140 is insulated. The outer periphery of the cell support 140 is bonded to the lower surface of the main body 120 in the figure by welding or brazing. Note that the reference numeral 142 in FIG. 5 denotes an edge seal 142 that covers and seals the outer periphery of the cell 130.

セパレータ110は、ガスの流路を区画形成する流路部113を有する。図5に示すように、流路部113は凹凸形状を有する。図示例の流路部113は、一方向(X方向)に略直線状に伸びている。この形態の場合、流路部113に沿って流れるガスの流れ方向は、X方向となる。セパレータ110の外周部は、溶接またはろう付けなどによってセルフレーム100の本体部120の図中上面に接合される。図4に示すように、セパレータ110は、セルフレーム100の入口側マニホールド部151に連通する第1流路111と、出口側マニホールド部152に連通する第2流路112とを有する。第1流路111および第2流路112は、燃料ガスが流通する。上述したように、スタック14は、複数のセルユニット20が積層されている。スタック14において、セパレータ110とセル130との間に酸化剤流路114と燃料流路115とが形成される。図5の下位側のセルユニット20のセパレータ110に着目して、下位側のセル130におけるアノード層131との間の空間が燃料流路115であり、上位側のセル130におけるカソード層132との間の空間が酸化剤流路114である。 The separator 110 has a flow path portion 113 that divides and forms a gas flow path. As shown in FIG. 5, the flow path portion 113 has an uneven shape. The flow path portion 113 in the illustrated example extends in a substantially straight line in one direction (X direction). In this form, the flow direction of the gas flowing along the flow path portion 113 is the X direction. The outer periphery of the separator 110 is joined to the upper surface of the main body portion 120 of the cell frame 100 in the figure by welding or brazing. As shown in FIG. 4, the separator 110 has a first flow path 111 that communicates with the inlet side manifold portion 151 of the cell frame 100 and a second flow path 112 that communicates with the outlet side manifold portion 152. Fuel gas flows through the first flow path 111 and the second flow path 112. As described above, the stack 14 is formed by stacking a plurality of cell units 20. In the stack 14, an oxidant flow path 114 and a fuel flow path 115 are formed between the separator 110 and the cell 130. Focusing on the separator 110 of the lower cell unit 20 in FIG. 5, the space between the separator 110 and the anode layer 131 in the lower cell 130 is the fuel flow path 115, and the space between the separator 110 and the cathode layer 132 in the upper cell 130 is the oxidant flow path 114.

ユニット間シール30は、セパレータ110の第1流路111および第2流路112から、酸化剤ガス用の流路に向かって燃料ガスが混入することを防止する。ユニット間シール30は、例えば、耐熱性およびシール性を有するサーミキュライトからなる。 The inter-unit seal 30 prevents fuel gas from mixing with the oxidant gas flow path from the first flow path 111 and the second flow path 112 of the separator 110. The inter-unit seal 30 is made of, for example, thermoculite, which has heat resistance and sealing properties.

[セルフレーム100の本体部120の構成]
次に、セルフレーム100の本体部120の構成について説明する。図7Aは、セルフレーム100を示す平面図、図7Bは、図7Aの7B部を拡大して示す斜視図、図7Cは、図7Aの7C-7C線に沿う断面図である。図7Dは、セルフレーム100の本体部120を構成する2つの本体部構成体201、202を分離した状態を示す斜視図である。
[Configuration of main body portion 120 of cell frame 100]
Next, the configuration of the main body 120 of the cell frame 100 will be described. Fig. 7A is a plan view showing the cell frame 100, Fig. 7B is an enlarged perspective view showing part 7B of Fig. 7A, and Fig. 7C is a cross-sectional view taken along line 7C-7C of Fig. 7A. Fig. 7D is a perspective view showing the state in which the two main body constituents 201 and 202 constituting the main body 120 of the cell frame 100 are separated.

セルフレーム100の本体部120は、上述したように、中空部材121の中空部122を燃料ガスが流通する通路として利用する。セルフレーム100は、ガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を組み合わせることが可能な単純な構造を有する。なお、ガスの供給方式に関して、燃料ガスの流れる方向と酸化剤ガスの流れる方向とが平行の場合であって、同方向に流れる方式がコフローであり、逆方向に流れる方式がカウンターフローである。また、燃料ガスの流れる方向と酸化剤ガスの流れる方向とが垂直の場合がクロスフローである。 As described above, the main body 120 of the cell frame 100 utilizes the hollow portion 122 of the hollow member 121 as a passage through which the fuel gas flows. The cell frame 100 has a simple structure that allows the combination of gas supply methods (coflow, counterflow, crossflow). Regarding the gas supply method, when the fuel gas and oxidizer gas flow directions are parallel, the method in which they flow in the same direction is coflow, and when they flow in the opposite directions is counterflow. When the fuel gas and oxidizer gas flow directions are perpendicular to each other, the method is crossflow.

図7A、図7B、図7C、および図7Dを参照して、セルフレーム100の一態様を説明する。図7Dに示される破線は、入口側マニホールド連通部、出口側マニホールド連通部、供給側セル連通部、および排出側セル連通部を模式的に示している。 One embodiment of the cell frame 100 will be described with reference to Figures 7A, 7B, 7C, and 7D. The dashed lines in Figure 7D diagrammatically indicate the inlet manifold communication portion, the outlet manifold communication portion, the supply cell communication portion, and the discharge cell communication portion.

セルフレーム100は、中空部122を燃料ガス通路として利用するため、中空部122と外部とを連通する複数の連通部を有する。連通部は、入口側マニホールド連通部171、出口側マニホールド連通部172、供給側セル連通部173、および排出側セル連通部174を有する。入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151に形成され、中空部122に連通する。入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151から燃料ガスを中空部122に流入させる。出口側マニホールド連通部172は、出口側マニホールド部152に形成され、中空部122に連通する。出口側マニホールド連通部172は、中空部122から燃料ガスを出口側マニホールド部152に流出させる。供給側セル連通部173は、フレーム部153に形成され、セル130と中空部122とを連通する。供給側セル連通部173は、中空部122を流れる燃料ガスをセル130に供給する。排出側セル連通部174は、フレーム部153に形成され、セル130と中空部122とを連通する。排出側セル連通部174は、セル130を流れた燃料ガスを中空部122に排出する。 The cell frame 100 has a plurality of communication parts that connect the hollow part 122 to the outside in order to use the hollow part 122 as a fuel gas passage. The communication parts include an inlet side manifold communication part 171, an outlet side manifold communication part 172, a supply side cell communication part 173, and an exhaust side cell communication part 174. The inlet side manifold communication part 171 is formed in the inlet side manifold part 151 and communicates with the hollow part 122. The inlet side manifold communication part 171 allows fuel gas to flow from the inlet side manifold part 151 into the hollow part 122. The outlet side manifold communication part 172 is formed in the outlet side manifold part 152 and communicates with the hollow part 122. The outlet side manifold communication part 172 allows fuel gas to flow from the hollow part 122 to the outlet side manifold part 152. The supply side cell communication part 173 is formed in the frame part 153 and connects the cell 130 to the hollow part 122. The supply side cell communication part 173 supplies the fuel gas flowing through the hollow part 122 to the cell 130. The discharge side cell communication part 174 is formed in the frame part 153 and connects the cell 130 to the hollow part 122. The discharge side cell communication part 174 discharges the fuel gas that has flowed through the cell 130 to the hollow part 122.

図7B、図7C、および図7Dに示すように、本体部120は、入口側マニホールド部151、出口側マニホールド部152、およびフレーム部153を有する2つの本体部構成体201、202を積層して構成することができる。説明の便宜上、図中下位側に示される一方の本体部構成体201を第1本体部構成体201と言い、上位側に示される他方の本体部構成体202を第2本体部構成体202と言う。図7Dに示すように、第1本体部構成体201は、入口側マニホールド連通部171および供給側セル連通部173を有し、第2本体部構成体202は、出口側マニホールド連通部172および排出側セル連通部174を有する。第1本体部構成体201の入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151の内周縁に形成される。第2本体部構成体202の出口側マニホールド連通部172は、出口側マニホールド部152の内周縁に形成される。第1本体部構成体201の供給側セル連通部173は、フレーム部153の第1フレーム161に、X正方向に向かって開口して形成される。第2本体部構成体202の排出側セル連通部174は、フレーム部153の第2フレーム162に、X負方向に向かって開口して形成される。このように、セルフレーム100の本体部120は、第1本体部構成体201および第2本体部構成体202を、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174がセル130に対して対称位置に配置された状態に積層される。 As shown in Figures 7B, 7C, and 7D, the main body 120 can be constructed by stacking two main body constituents 201, 202 each having an inlet side manifold 151, an outlet side manifold 152, and a frame 153. For convenience of explanation, one main body constituent 201 shown on the lower side in the figure is referred to as the first main body constituent 201, and the other main body constituent 202 shown on the upper side is referred to as the second main body constituent 202. As shown in Figure 7D, the first main body constituent 201 has an inlet side manifold communication portion 171 and a supply side cell communication portion 173, and the second main body constituent 202 has an outlet side manifold communication portion 172 and a discharge side cell communication portion 174. The inlet side manifold communication portion 171 of the first main body constituent 201 is formed on the inner peripheral edge of the inlet side manifold 151. The outlet side manifold communication part 172 of the second main body part constituent 202 is formed on the inner peripheral edge of the outlet side manifold part 152. The supply side cell communication part 173 of the first main body part constituent 201 is formed in the first frame 161 of the frame part 153, opening toward the X positive direction. The discharge side cell communication part 174 of the second main body part constituent 202 is formed in the second frame 162 of the frame part 153, opening toward the X negative direction. In this way, the main body part 120 of the cell frame 100 is stacked with the first main body part constituent 201 and the second main body part constituent 202 in a state in which the supply side cell communication part 173 and the discharge side cell communication part 174 are arranged in symmetrical positions with respect to the cell 130.

図7Cに示すように、第1本体部構成体201および第2本体部構成体202のそれぞれは、断面凹形状を有する一対のケース体210を有する。ケース体210は、例えば、本体部120の平面形状に対応したステンレスからなる枠材(厚さは例えば1mm程度)に、エッチング加工を施すことによって凹部が形成される。一対のケース体210は、凹部同士が向かい合わされ、溶接などによって固定される。その後、図7Aおよび図7Bに示すように、ケース体210の縁部に半円状の穴加工をZ方向に施すことによって、連通部(図7Aおよび図7Bにおいては、出口側マニホールド連通部172および排出側セル連通部174)が形成される。連通部は、所望の位置に、所望のピッチで形成できる。第1本体部構成体201および第2本体部構成体202は、連通部を形成する前の段階では、共通の構造を有する。第1本体部構成体201および第2本体部構成体202は、連通部を形成する位置が異なるだけである。図7Dから明らかなように、第1本体部構成体201および第2本体部構成体202がXY平面において点対称の構造を有する場合には、第1本体部構成体201および第2本体部構成体202は、同一の本体部構成体をXY平面において180度回転させて使用できる。 As shown in FIG. 7C, each of the first body part constituent 201 and the second body part constituent 202 has a pair of case bodies 210 having a cross-sectional concave shape. The case body 210 is formed by etching a frame material (having a thickness of, for example, about 1 mm) made of stainless steel corresponding to the planar shape of the body part 120. The pair of case bodies 210 are fixed by welding or the like with their concave portions facing each other. Then, as shown in FIG. 7A and FIG. 7B, a semicircular hole is formed in the edge of the case body 210 in the Z direction to form a communication portion (in FIG. 7A and FIG. 7B, the outlet side manifold communication portion 172 and the discharge side cell communication portion 174). The communication portion can be formed at a desired position and at a desired pitch. The first body part constituent 201 and the second body part constituent 202 have a common structure before the communication portion is formed. The first body constituent 201 and the second body constituent 202 only differ in the position where the communication portion is formed. As is clear from FIG. 7D, when the first body constituent 201 and the second body constituent 202 have a point-symmetric structure in the XY plane, the first body constituent 201 and the second body constituent 202 can be used by rotating the same body constituent by 180 degrees in the XY plane.

第1本体部構成体201および第2本体部構成体202のそれぞれは、ケース体210同士を固定する溶接部によって自身の剛性を確保できる。セルフレーム100の本体部120は、積層した第1本体部構成体201および第2本体部構成体202が溶接などによって固定される。セルフレーム100は、本体部120にセル支持部140(金属薄板)を接合することによって、全体の剛性を確保できる。 The first body constituent 201 and the second body constituent 202 each ensure their own rigidity by the welds that secure the case bodies 210 to each other. The body portion 120 of the cell frame 100 is secured by welding or the like to the stacked first body constituent 201 and second body constituent 202. The cell frame 100 ensures its overall rigidity by joining the cell support portion 140 (thin metal plate) to the body portion 120.

[コフローとカウンターフローとの組み合わせ]
次に、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローとカウンターフローとの組み合わせの場合におけるスタック14の温度分布について説明する。図8は、スタック14の温度分布を模式的に示す図である。図9Aは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をコフローとしたセルフレーム100の本体部120を示す斜視図、図9Bは、上位側の第2本体部構成体202を示す平面図、図9Cは、下位側の第1本体部構成体201を示す平面図である。図10Aは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をカウンターフローとしたセルフレーム100の本体部120を示す斜視図、図10Bは、上位側の第2本体部構成体204を示す平面図、図10Cは、下位側の第1本体部構成体203を示す平面図である。
[Combination of co-flow and counter-flow]
Next, the temperature distribution of the stack 14 in the case where the supply method of the fuel gas and the oxidizing gas is a combination of coflow and counterflow will be described. Fig. 8 is a diagram showing the temperature distribution of the stack 14. Fig. 9A is a perspective view showing the main body 120 of the cell frame 100 in which the supply method of the fuel gas and the oxidizing gas is coflow, Fig. 9B is a plan view showing the second main body constituent 202 on the upper side, and Fig. 9C is a plan view showing the first main body constituent 201 on the lower side. Fig. 10A is a perspective view showing the main body 120 of the cell frame 100 in which the supply method of the fuel gas and the oxidizing gas is counterflow, Fig. 10B is a plan view showing the second main body constituent 204 on the upper side, and Fig. 10C is a plan view showing the first main body constituent 203 on the lower side.

各図において、実線矢印は燃料ガスの流れを示し、破線矢印は酸化剤ガスの流れを示している。図9A、図9B、図9C、図10A、図10B、および図10Cに示される破線は、入口側マニホールド連通部171、出口側マニホールド連通部172、供給側セル連通部173、および排出側セル連通部174を模式的に示している。 In each figure, the solid arrows indicate the flow of fuel gas, and the dashed arrows indicate the flow of oxidizer gas. The dashed lines in Figures 9A, 9B, 9C, 10A, 10B, and 10C diagrammatically indicate the inlet side manifold communication portion 171, the outlet side manifold communication portion 172, the supply side cell communication portion 173, and the discharge side cell communication portion 174.

図8に示すように、このスタック14において、図中上側から1段目、3段目、5段目のセルユニット20内の燃料ガスはX正方向に流れ、2段目、4段目のセルユニット20内の燃料ガスはX負方向に流れる。酸化剤ガスは、セルユニット20間をX正方向に流れる。したがって、1段目、3段目、5段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローとなる。2段目、4段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がカウンターフローとなる。 As shown in FIG. 8, in this stack 14, fuel gas flows in the X-positive direction in the first, third, and fifth cell units 20 from the top of the figure, and fuel gas flows in the X-negative direction in the second and fourth cell units 20. Oxidant gas flows in the X-positive direction between the cell units 20. Therefore, the first, third, and fifth cell units 20 have a coflow supply method for fuel gas and oxidant gas. The second and fourth cell units 20 have a counterflow supply method for fuel gas and oxidant gas.

(ガスの供給方式がコフローのセルフレーム100)
図9A、図9B、および図9Cに示すように、第1本体部構成体201は、入口側マニホールド連通部171および供給側セル連通部173を有し、第2本体部構成体202は、出口側マニホールド連通部172および排出側セル連通部174を有する。第1本体部構成体201の入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151の内周縁に形成される。第2本体部構成体202の出口側マニホールド連通部172は、出口側マニホールド部152の内周縁に形成される。第1本体部構成体201の供給側セル連通部173は、フレーム部153の第1フレーム161に、X正方向に向かって開口して形成される。第2本体部構成体202の排出側セル連通部174は、第2フレーム162に、X負方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with co-flow gas supply system)
As shown in Figures 9A, 9B, and 9C, the first body part constituent 201 has an inlet side manifold communication part 171 and a supply side cell communication part 173, and the second body part constituent 202 has an outlet side manifold communication part 172 and a discharge side cell communication part 174. The inlet side manifold communication part 171 of the first body part constituent 201 is formed on the inner peripheral edge of the inlet side manifold part 151. The outlet side manifold communication part 172 of the second body part constituent 202 is formed on the inner peripheral edge of the outlet side manifold part 152. The supply side cell communication part 173 of the first body part constituent 201 is formed in the first frame 161 of the frame part 153, opening toward the X positive direction. The discharge side cell communication part 174 of the second body part constituent 202 is formed in the second frame 162, opening toward the X negative direction.

図9Aおよび図9Cに示すように、入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、第1本体部構成体201の入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスは、第1フレーム161内を流れ、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をX正方向に流れる。セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 As shown in Figures 9A and 9C, the fuel gas flowing through the inlet manifold section 151 flows into the hollow section 122 through the inlet manifold communication section 171 of the first main body constituent 201. The fuel gas flows through the first frame 161 and is supplied to the cell 130 through the supply side cell communication section 173. The fuel gas flows in the positive X direction over the anode layer 131 of the cell 130. The fuel gas flow path section 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see Figure 5).

図9Aおよび図9Bに示すように、セル130を通過した燃料ガスは、第2本体部構成体202の排出側セル連通部174を通って中空部122に排出される。燃料ガスは、第2フレーム162内を流れ、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 As shown in Figures 9A and 9B, the fuel gas that has passed through the cell 130 is discharged into the hollow portion 122 through the discharge side cell communication portion 174 of the second main body constituent 202. The fuel gas flows through the second frame 162 and flows out into the outlet side manifold portion 152 through the outlet side manifold communication portion 172.

図9Bおよび図9Cに示すように、酸化剤ガス用の入口側マニホールド部15は、燃料ガス用の一対の入口側マニホールド部151の間に形成され、酸化剤ガス用の出口側マニホールド部16は、燃料ガス用の一対の出口側マニホールド部152の間に形成される(図2も参照)。酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 As shown in Figures 9B and 9C, the inlet manifold section 15 for the oxidizer gas is formed between a pair of inlet manifold sections 151 for the fuel gas, and the outlet manifold section 16 for the oxidizer gas is formed between a pair of outlet manifold sections 152 for the fuel gas (see also Figure 2). The oxidizer gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path section 113 for the oxidizer gas of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see Figure 5).

このように、図9A、図9B、および図9Cに示されるセルフレーム100を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をX正方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はコフローとなる。 In this way, by providing the cell frame 100 shown in Figures 9A, 9B, and 9C, the fuel gas flows in the X-positive direction within the cell unit 20, and the oxidant gas flows in the X-positive direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidant gas is co-flow.

(ガスの供給方式がカウンターフローのセルフレーム100)
図10A、図10B、および図10Cに示すように、上述したセルフレーム100と異なり、第1本体部構成体203の供給側セル連通部173は、第2フレーム162に、X負方向に向かって開口して形成される。第2本体部構成体204の排出側セル連通部174は、第1フレーム161に、X正方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with counter flow gas supply system)
10A, 10B, and 10C, unlike the above-described cell frame 100, the supply side cell communication part 173 of the first main body constituent 203 is formed in the second frame 162 so as to open toward the X negative direction. The discharge side cell communication part 174 of the second main body constituent 204 is formed in the first frame 161 so as to open toward the X positive direction.

図10Aおよび図10Cに示すように、入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、第1本体部構成体203の入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスは、第3フレーム163および第4フレーム164内をX正方向に流れて第2フレーム162に達し、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をX負方向に流れる。セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 As shown in Figures 10A and 10C, the fuel gas flowing through the inlet manifold section 151 flows into the hollow section 122 through the inlet manifold communication section 171 of the first main body constituent 203. The fuel gas flows in the X-positive direction through the third frame 163 and the fourth frame 164 to reach the second frame 162, and is supplied to the cell 130 through the supply side cell communication section 173. The fuel gas flows in the X-negative direction over the anode layer 131 of the cell 130. The fuel gas flow path section 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X-direction (see Figure 5).

図10Aおよび図10Bに示すように、セル130を通過した燃料ガスは、第2本体部構成体204の排出側セル連通部174を通って中空部122に排出される。燃料ガスは、第1フレーム161から第3フレーム163および第4フレーム164内をX正方向に流れて流れ、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 As shown in Figures 10A and 10B, the fuel gas that has passed through the cell 130 is discharged into the hollow portion 122 through the discharge side cell communication portion 174 of the second main body constituent 204. The fuel gas flows in the positive X direction from the first frame 161 through the third frame 163 and the fourth frame 164, and flows out into the outlet side manifold portion 152 through the outlet side manifold communication portion 172.

図10Bおよび図10Cに示すように、酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 As shown in Figures 10B and 10C, the oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path portion 113 for the oxidant gas of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see Figure 5).

このように、図10A、図10B、および図10Cに示されるセルフレーム100を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をX負方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はカウンターフローとなる。 In this way, by providing the cell frame 100 shown in Figures 10A, 10B, and 10C, the fuel gas flows in the negative X direction within the cell unit 20, and the oxidant gas flows in the positive X direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidant gas is counterflow.

(温度分布)
図8に示すように、同一のスタック14内において、ガスの供給方式をセルユニット20毎にコフローまたはカウンターフローに切り替えることができる。
(Temperature distribution)
As shown in FIG. 8, within the same stack 14, the gas supply method can be switched between co-flow and counter-flow for each cell unit 20.

1段目、3段目、5段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローである。この場合、セルユニット20の温度は、X正方向に沿って高くなる(温度分布301を参照)。2段目、4段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がカウンターフローである。この場合、セルユニット20の温度は、X正方向に沿って高くなるが、ほぼ中央部分を超えると、X正方向に沿って低くなる(温度分布302を参照)。このように温度分布が異なるセルユニット20を積層することによって、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う。このため、温度分布303のように、最高温度が低くなり、反応面内の温度勾配が減少する。反応面内の温度差を小さくできるため、温度分布304のように、反応面全体を高温化できる。その結果、発電出力の向上を図ることができる。さらに、反応面の出口付近が高温部となるため、セル温度の把握も容易となる。 The first, third, and fifth cell units 20 use a coflow method for supplying fuel gas and oxidant gas. In this case, the temperature of the cell units 20 increases along the X-positive direction (see temperature distribution 301). The second and fourth cell units 20 use a counterflow method for supplying fuel gas and oxidant gas. In this case, the temperature of the cell units 20 increases along the X-positive direction, but decreases along the X-positive direction after passing the central portion (see temperature distribution 302). By stacking cell units 20 with different temperature distributions in this way, heat is transferred to each other and the temperature peaks of both cancel each other out. Therefore, as shown in temperature distribution 303, the maximum temperature is lowered and the temperature gradient in the reaction surface is reduced. Since the temperature difference in the reaction surface can be reduced, the entire reaction surface can be heated, as shown in temperature distribution 304. As a result, the power generation output can be improved. Furthermore, since the vicinity of the outlet of the reaction surface is a high-temperature area, it is easy to grasp the cell temperature.

[クロスフローとクロスフローとの組み合わせ]
次に、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローとクロスフローとの組み合わせの場合におけるスタック14の温度分布について説明する。図11は、スタック14の温度分布を模式的に示す図である。図12Aは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとしたセルフレーム100の本体部120を示す斜視図、図12Bは、上位側の第2本体部構成体206を示す平面図、図12Cは、下位側の第1本体部構成体205を示す平面図である。図13Aは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとし、さらに燃料ガスが流れる方向を図12Aに示される方向と逆方向としたセルフレーム100の本体部120を示す斜視図、図13Bは、上位側の第2本体部構成体208を示す平面図、図13Cは、下位側の第1本体部構成体207を示す平面図である。
[Combination of Cross Flow and Cross Flow]
Next, the temperature distribution of the stack 14 in the case where the supply method of the fuel gas and the oxidant gas is a combination of cross-flow and cross-flow will be described. FIG. 11 is a diagram showing the temperature distribution of the stack 14. FIG. 12A is a perspective view showing the main body 120 of the cell frame 100 in which the supply method of the fuel gas and the oxidant gas is cross-flow, FIG. 12B is a plan view showing the second main body constituent 206 on the upper side, and FIG. 12C is a plan view showing the first main body constituent 205 on the lower side. FIG. 13A is a perspective view showing the main body 120 of the cell frame 100 in which the supply method of the fuel gas and the oxidant gas is cross-flow and the direction in which the fuel gas flows is opposite to the direction shown in FIG. 12A, FIG. 13B is a plan view showing the second main body constituent 208 on the upper side, and FIG. 13C is a plan view showing the first main body constituent 207 on the lower side.

図11に示すように、このスタック14において、図中上側から1段目、3段目、5段目のセルユニット20内の燃料ガスはY負方向に流れ、2段目、4段目のセルユニット20内の燃料ガスはY正方向に流れる。酸化剤ガスは、セルユニット20間をX正方向に流れる。したがって、1段目、3段目、5段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローであって、燃料ガスがY負方向に流れる。2段目、4段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローであって、燃料ガスがY正方向に流れる。 As shown in FIG. 11, in this stack 14, from the top in the figure, fuel gas in the first, third, and fifth cell units 20 flows in the Y negative direction, and fuel gas in the second and fourth cell units 20 flows in the Y positive direction. Oxidant gas flows in the X positive direction between the cell units 20. Therefore, the first, third, and fifth cell units 20 have a crossflow method of supplying fuel gas and oxidant gas, and fuel gas flows in the Y negative direction. The second and fourth cell units 20 have a crossflow method of supplying fuel gas and oxidant gas, and fuel gas flows in the Y positive direction.

(ガスの供給方式がクロスフローのセルフレーム100(燃料ガスの流れ方向がY負方向))
図12A、図12B、および図12Cに示すように、第1本体部構成体205は、入口側マニホールド連通部171および供給側セル連通部173を有し、第2本体部構成体206は、出口側マニホールド連通部172および排出側セル連通部174を有する。第1本体部構成体205の入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151の内周縁に形成される。第2本体部構成体206の出口側マニホールド連通部172は、出口側マニホールド部152の内周縁に形成される。第1本体部構成体205の供給側セル連通部173は、第4フレーム164に、Y負方向に向かって開口して形成される。第2本体部構成体206の排出側セル連通部174は、第3フレーム163に、Y正方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with cross-flow gas supply system (fuel gas flow direction is Y negative direction))
As shown in Figures 12A, 12B, and 12C, the first body part constituent 205 has an inlet side manifold communication part 171 and a supply side cell communication part 173, and the second body part constituent 206 has an outlet side manifold communication part 172 and a discharge side cell communication part 174. The inlet side manifold communication part 171 of the first body part constituent 205 is formed on the inner peripheral edge of the inlet side manifold part 151. The outlet side manifold communication part 172 of the second body part constituent 206 is formed on the inner peripheral edge of the outlet side manifold part 152. The supply side cell communication part 173 of the first body part constituent 205 is formed in the fourth frame 164, opening toward the Y negative direction. The discharge side cell communication part 174 of the second body part constituent 206 is formed in the third frame 163, opening toward the Y positive direction.

図12Aおよび図12Cに示すように、入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、第1本体部構成体205の入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスの一部は、第1フレーム161内をY正方向に流れて第4フレーム164に達する。燃料ガスの残余は、第3フレーム163内をX正方向に流れ、第2フレーム162内をY正方向に流れて第4フレーム164に達する。燃料ガスは、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をY負方向に流れる。図示省略するが、セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、Y方向に略直線状に伸びている。 12A and 12C, the fuel gas flowing through the inlet manifold 151 flows into the hollow 122 through the inlet manifold communication 171 of the first main body component 205. A portion of the fuel gas flows in the Y-positive direction through the first frame 161 and reaches the fourth frame 164. The remainder of the fuel gas flows in the X-positive direction through the third frame 163 and in the Y-positive direction through the second frame 162 and reaches the fourth frame 164. The fuel gas is supplied to the cell 130 through the supply cell communication 173. The fuel gas flows in the Y-negative direction over the anode layer 131 of the cell 130. Although not shown, the fuel gas flow path 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the Y-direction.

図12Aおよび図12Bに示すように、セル130を通過した燃料ガスは、第2本体部構成体206の排出側セル連通部174を通って中空部122に排出される。燃料ガスの一部は、第3フレーム163内をX正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172に達する。燃料ガスの残余は、第3フレーム163内をX負方向に流れ、第1フレーム161内をY正方向に流れ、第4フレーム164をX正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172に達する。燃料ガスは、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 As shown in Figures 12A and 12B, the fuel gas that has passed through the cell 130 is discharged into the hollow portion 122 through the discharge cell communication portion 174 of the second main body component 206. A portion of the fuel gas flows in the X-positive direction within the third frame 163 and reaches the outlet side manifold communication portion 172. The remainder of the fuel gas flows in the X-negative direction within the third frame 163, in the Y-positive direction within the first frame 161, and in the X-positive direction through the fourth frame 164, and reaches the outlet side manifold communication portion 172. The fuel gas flows out through the outlet side manifold communication portion 172 to the outlet side manifold portion 152.

図12Bおよび図12Cに示すように、酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 As shown in Figures 12B and 12C, the oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path 113 for the oxidant gas in the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see Figure 5).

このように、図12A、図12B、および図12Cに示されるセルフレーム100を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をY負方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はクロスフローとなる(燃料ガスの流れ方向がY負方向)。 In this way, by providing the cell frame 100 shown in Figures 12A, 12B, and 12C, the fuel gas flows in the negative Y direction within the cell unit 20, and the oxidant gas flows in the positive X direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and oxidant gas is cross-flow (the fuel gas flows in the negative Y direction).

(ガスの供給方式がクロスフローのセルフレーム100(燃料ガスの流れ方向がY正方向))
図13A、図13B、および図13Cに示すように、上述したセルフレーム100と異なり、第1本体部構成体207の供給側セル連通部173は、第3フレーム163に、Y正方向に向かって開口して形成される。第2本体部構成体208の排出側セル連通部174は、第4フレーム164に、Y負方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with cross-flow gas supply system (fuel gas flow direction is Y positive direction))
13A, 13B, and 13C, unlike the above-described cell frame 100, the supply side cell communication part 173 of the first main body constituent 207 is formed in the third frame 163 and opens toward the Y positive direction. The discharge side cell communication part 174 of the second main body constituent 208 is formed in the fourth frame 164 and opens toward the Y negative direction.

図13Aおよび図13Cに示すように、入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、第1本体部構成体207の入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスの一部は、第1フレーム161内をY負方向に流れて第3フレーム163に達する。燃料ガスの残余は、第4フレーム164内をX正方向に流れ、第2フレーム162内をY負方向に流れて第3フレーム163に達する。燃料ガスは、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をY正方向に流れる。図示省略するが、セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、Y方向に略直線状に伸びている。 13A and 13C, the fuel gas flowing through the inlet manifold 151 flows into the hollow 122 through the inlet manifold communication 171 of the first main body component 207. A portion of the fuel gas flows in the Y negative direction through the first frame 161 to reach the third frame 163. The remainder of the fuel gas flows in the X positive direction through the fourth frame 164 and in the Y negative direction through the second frame 162 to reach the third frame 163. The fuel gas is supplied to the cell 130 through the supply cell communication 173. The fuel gas flows in the Y positive direction over the anode layer 131 of the cell 130. Although not shown, the fuel gas flow path 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the Y direction.

図13Aおよび図13Bに示すように、セル130を通過した燃料ガスは、第2本体部構成体208の排出側セル連通部174を通って中空部122に排出される。燃料ガスの一部は、第4フレーム164内をX正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172に達する。燃料ガスの残余は、第4フレーム164内をX負方向に流れ、第1フレーム161内をY負方向に流れ、第3フレーム163をX正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172に達する。燃料ガスは、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 As shown in Figures 13A and 13B, the fuel gas that has passed through the cell 130 is discharged into the hollow portion 122 through the discharge cell communication portion 174 of the second main body component 208. A portion of the fuel gas flows in the X-positive direction within the fourth frame 164 and reaches the outlet side manifold communication portion 172. The remainder of the fuel gas flows in the X-negative direction within the fourth frame 164, in the Y-negative direction within the first frame 161, and in the X-positive direction through the third frame 163, and reaches the outlet side manifold communication portion 172. The fuel gas flows out through the outlet side manifold communication portion 172 to the outlet side manifold portion 152.

図13Bおよび図13Cに示すように、酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 As shown in Figures 13B and 13C, the oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path portion 113 for the oxidant gas of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see Figure 5).

このように、図13A、図13B、および図13Cに示されるセルフレーム100を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をY正方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はクロスフローとなる(燃料ガスの流れ方向がY正方向)。 In this way, by providing the cell frame 100 shown in Figures 13A, 13B, and 13C, the fuel gas flows in the Y-positive direction within the cell unit 20, and the oxidant gas flows in the X-positive direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidant gas is cross-flow (the fuel gas flows in the Y-positive direction).

(温度分布)
図11に示すように、同一のスタック14内において、ガスの供給方式をセルユニット20毎にクロスフロー(燃料ガスの流れ方向がY負方向)またはクロスフロー(燃料ガスの流れ方向がY正方向)に切り替えることができる。
(Temperature distribution)
As shown in FIG. 11 , within the same stack 14, the gas supply method can be switched for each cell unit 20 between cross flow (fuel gas flows in the Y negative direction) and cross flow (fuel gas flows in the Y positive direction).

1段目、3段目、5段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローである(燃料ガスの流れ方向がY負方向)。この場合、セルユニット20の温度は、略同心円状に高くなり、ほぼ中央部分からX正方向およびY負方向に若干ずれた部分が最も高くなる(温度分布305を参照)。2段目、4段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローである(燃料ガスの流れ方向がY正方向)。この場合、セルユニット20の温度は、略同心円状に高くなり、ほぼ中央部分からX正方向およびY正方向に若干ずれた部分が最も高くなる(温度分布306を参照)。このように温度分布が異なるセルユニット20を積層することによって、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う。このため、温度分布307のように、最高温度が低くなり、反応面内の温度勾配が減少する。反応面内の温度差を小さくできるため、反応面全体を高温化できる。その結果、発電出力の向上を図ることができる。さらに、反応面の出口付近が高温部となるため、セル温度の把握も容易となる。 The first, third, and fifth cell units 20 use a cross-flow method for supplying fuel gas and oxidant gas (the fuel gas flows in the negative Y direction). In this case, the temperature of the cell unit 20 increases in a generally concentric manner, with the highest temperature being at a portion slightly shifted in the positive X direction and the negative Y direction from the approximate center (see temperature distribution 305). The second and fourth cell units 20 use a cross-flow method for supplying fuel gas and oxidant gas (the fuel gas flows in the positive Y direction). In this case, the temperature of the cell unit 20 increases in a generally concentric manner, with the highest temperature being at a portion slightly shifted in the positive X direction and the positive Y direction from the approximate center (see temperature distribution 306). By stacking cell units 20 with different temperature distributions in this way, heat is transferred to each other and the temperature peaks of both are cancelled out. For this reason, as shown in temperature distribution 307, the maximum temperature is lowered and the temperature gradient in the reaction surface is reduced. Since the temperature difference in the reaction surface can be reduced, the entire reaction surface can be heated. As a result, the power generation output can be improved. Furthermore, since the area near the outlet of the reaction surface is a high-temperature area, it is easy to grasp the cell temperature.

[セルフレーム100の変形例1]
上述したセルフレーム100は、本体部120が2枚の本体部構成体201、202等を積層して構成されているが、この場合に限定されるものではない。セルフレーム100は、本体部120が1層であってもよい。以下、変形例1に係るセルフレーム100を適用して、コフローとカウンターフローとを組み合わせたスタック14、およびクロスフローとクロスフローとを組み合わせたスタック14のそれぞれを説明する。
[Modification 1 of the cell frame 100]
In the above-described cell frame 100, the main body 120 is configured by stacking two main body constituents 201, 202, etc., but the present invention is not limited to this case. The cell frame 100 may have a single-layer main body 120. Below, a stack 14 in which a co-flow and a counter flow are combined, and a stack 14 in which a cross flow and a cross flow are combined, will be described by applying the cell frame 100 according to the first modification.

[コフローとカウンターフローとの組み合わせ]
図14Aは、変形例1に係るセルフレーム100を適用したスタック14であって、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローとカウンターフローとの組み合わせの場合のスタック14を模式的に示す図である。図14Bは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をコフローとしたセルフレーム100の本体部221を示す平面図、図14Cは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をカウンターフローとしたセルフレーム100の本体部222を示す平面図である。
[Combination of co-flow and counter-flow]
Fig. 14A is a diagram showing a stack 14 to which the cell frame 100 according to the first modification is applied, in which the supply method of the fuel gas and the oxidant gas is a combination of co-flow and counter flow. Fig. 14B is a plan view showing a main body 221 of the cell frame 100 in which the supply method of the fuel gas and the oxidant gas is co-flow, and Fig. 14C is a plan view showing a main body 222 of the cell frame 100 in which the supply method of the fuel gas and the oxidant gas is counter flow.

図14Aに示すように、このスタック14において、図中上側から1段目、3段目、5段目のセルユニット20内の燃料ガスはX正方向に流れ、2段目、4段目のセルユニット20内の燃料ガスはX負方向に流れる。酸化剤ガスは、セルユニット20間をX正方向に流れる。したがって、1段目、3段目、5段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がコフローとなる。2段目、4段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がカウンターフローとなる。 As shown in FIG. 14A, in this stack 14, fuel gas flows in the X-positive direction in the first, third, and fifth cell units 20 from the top of the figure, and fuel gas flows in the X-negative direction in the second and fourth cell units 20. Oxidant gas flows in the X-positive direction between the cell units 20. Therefore, the first, third, and fifth cell units 20 have a coflow supply method for fuel gas and oxidant gas. The second and fourth cell units 20 have a counterflow supply method for fuel gas and oxidant gas.

(ガスの供給方式がコフローのセルフレーム100)
図14Bに示すように、セルフレーム100の本体部221は、入口側マニホールド部151と、出口側マニホールド部152と、入口側マニホールド部151と出口側マニホールド部152とを接続するフレーム部153と、を有する。セルフレーム100はさらに、入口側マニホールド連通部171と、出口側マニホールド連通部172と、供給側セル連通部173と、排出側セル連通部174とを有する。1つの入口側マニホールド部151は、フレーム部153の第1フレーム161に、Y負方向の端部に配置されている。1つの出口側マニホールド部152は、第2フレーム162に、Y正方向の端部に配置されている。入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151の内周縁に形成される。出口側マニホールド連通部172は、出口側マニホールド部152の内周縁に形成される。供給側セル連通部173は、第1フレーム161に、X正方向に向かって開口して形成される。排出側セル連通部174は、第2フレーム162に、X負方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with co-flow gas supply system)
As shown in Fig. 14B, the main body 221 of the cell frame 100 has an inlet side manifold 151, an outlet side manifold 152, and a frame portion 153 that connects the inlet side manifold 151 and the outlet side manifold 152. The cell frame 100 further has an inlet side manifold communication portion 171, an outlet side manifold communication portion 172, a supply side cell communication portion 173, and a discharge side cell communication portion 174. One inlet side manifold 151 is disposed at the end of the first frame 161 of the frame portion 153 in the negative Y direction. One outlet side manifold 152 is disposed at the end of the second frame 162 in the positive Y direction. The inlet side manifold communication portion 171 is formed on the inner periphery of the inlet side manifold 151. The outlet side manifold communication portion 172 is formed on the inner periphery of the outlet side manifold 152. The supply side cell communication part 173 is formed in the first frame 161 and opens in the X positive direction. The discharge side cell communication part 174 is formed in the second frame 162 and opens in the X negative direction.

本体部221は、第1フレーム161から第3フレーム163へのガス流れを遮断する第1仕切板231、第1フレーム161から第4フレーム164へのガス流れを遮断する第2仕切板232、第2フレーム162から第3フレーム163へのガス流れを遮断する第3仕切板233、第2フレーム162から第4フレーム164へのガス流れを遮断する第4仕切板234を有する。 The main body 221 has a first partition plate 231 that blocks the gas flow from the first frame 161 to the third frame 163, a second partition plate 232 that blocks the gas flow from the first frame 161 to the fourth frame 164, a third partition plate 233 that blocks the gas flow from the second frame 162 to the third frame 163, and a fourth partition plate 234 that blocks the gas flow from the second frame 162 to the fourth frame 164.

入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスは、第1フレーム161内を流れ、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をX正方向に流れる。セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 The fuel gas flowing through the inlet manifold section 151 flows into the hollow section 122 through the inlet manifold communication section 171. The fuel gas flows through the first frame 161 and is supplied to the cell 130 through the supply side cell communication section 173. The fuel gas flows in the positive X direction over the anode layer 131 of the cell 130. The fuel gas flow path section 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see FIG. 5).

セル130を通過した燃料ガスは、排出側セル連通部174を通って第2フレーム162内に排出される。燃料ガスは、第2フレーム162内を流れ、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 The fuel gas that passes through the cell 130 is discharged into the second frame 162 through the discharge cell communication part 174. The fuel gas flows through the second frame 162 and flows out into the outlet side manifold part 152 through the outlet side manifold communication part 172.

酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 The oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path 113 for the oxidant gas in the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see FIG. 5).

このように、図14Bに示される本体部221を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をX正方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はコフローとなる。 In this way, by providing the main body portion 221 shown in FIG. 14B, the fuel gas flows in the X-positive direction within the cell unit 20, and the oxidizer gas flows in the X-positive direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidizer gas is coflow.

(ガスの供給方式がカウンターフローのセルフレーム100)
図14Cに示すように、上述したセルフレーム100と異なり、供給側セル連通部173は、第2フレーム162に、X負方向に向かって開口して形成される。排出側セル連通部174は、第1フレーム161に、X正方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with counter flow gas supply system)
14C , unlike the above-described cell frame 100, the supply side cell communication part 173 is formed in the second frame 162 and opens toward the X negative direction. The discharge side cell communication part 174 is formed in the first frame 161 and opens toward the X positive direction.

本体部222は、入口側マニホールド連通部171から第1フレーム161へのガス流れを遮断する第5仕切板235、第2フレーム162から出口側マニホールド連通部172へのガス流れを遮断する第6仕切板236を有する。 The main body 222 has a fifth partition plate 235 that blocks the gas flow from the inlet manifold communication part 171 to the first frame 161, and a sixth partition plate 236 that blocks the gas flow from the second frame 162 to the outlet manifold communication part 172.

入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスは、第3フレーム163内をX正方向に流れて第2フレーム162に達し、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をX負方向に流れる。セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 The fuel gas flowing through the inlet manifold section 151 flows into the hollow section 122 through the inlet manifold communication section 171. The fuel gas flows in the X-positive direction through the third frame 163 to reach the second frame 162, and is supplied to the cell 130 through the supply cell communication section 173. The fuel gas flows in the X-negative direction over the anode layer 131 of the cell 130. The fuel gas flow path section 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the X-direction (see FIG. 5).

セル130を通過した燃料ガスは、排出側セル連通部174を通って第1フレーム161内に排出される。燃料ガスは、第1フレーム161から第4フレーム164内をX正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 The fuel gas that has passed through the cell 130 is discharged into the first frame 161 through the discharge side cell communication part 174. The fuel gas flows from the first frame 161 through the fourth frame 164 in the positive X direction, and flows out into the outlet side manifold part 152 through the outlet side manifold communication part 172.

酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 The oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path 113 for the oxidant gas in the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see FIG. 5).

このように、図14Cに示される本体部222を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をX負方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はカウンターフローとなる。 In this way, by providing the main body portion 222 shown in FIG. 14C, the fuel gas flows in the negative X direction within the cell unit 20, and the oxidizer gas flows in the positive X direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidizer gas is counterflow.

(温度分布)
図14Aに示すように、変形例1に係るセルフレーム100を適用した場合においても、同一のスタック14内において、ガスの供給方式をセルユニット20毎にコフローまたはカウンターフローに切り替えることができる。
(Temperature distribution)
As shown in FIG. 14A, even when the cell frame 100 according to the first modification is applied, the gas supply method can be switched between co-flow and counter-flow for each cell unit 20 in the same stack 14.

温度分布は図8に示した温度分布と同様であり、温度分布が異なるセルユニット20を積層することによって、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う。このため、最高温度が低くなり、反応面内の温度勾配が減少する。反応面内の温度差を小さくできるため、反応面全体を高温化できる。その結果、発電出力の向上を図ることができる。さらに、反応面の出口付近が高温部となるため、セル温度の把握も容易となる。 The temperature distribution is the same as that shown in Figure 8, and by stacking cell units 20 with different temperature distributions, heat is transferred between them and the temperature peaks of both are cancelled out. This lowers the maximum temperature and reduces the temperature gradient within the reaction surface. Since the temperature difference within the reaction surface can be reduced, the entire reaction surface can be heated to a high temperature. As a result, the power generation output can be improved. Furthermore, since the area near the outlet of the reaction surface is the high temperature area, it is also easy to grasp the cell temperature.

[クロスフローとクロスフローとの組み合わせ]
図15Aは、変形例1に係るセルフレーム100を適用したスタック14であって、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローとクロスフローとの組み合わせの場合のスタック14を模式的に示す図である。図15Bは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとしたセルフレーム100の本体部223を示す平面図、図15Cは、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式をクロスフローとし、さらに燃料ガスが流れる方向を図15Bに示される方向と逆方向としたセルフレーム100の本体部224を示す平面図である。
[Combination of Cross Flow and Cross Flow]
Fig. 15A is a diagram showing a stack 14 to which the cell frame 100 according to the first modification is applied, in which the supply method for the fuel gas and the oxidant gas is a combination of cross-flow and cross-flow. Fig. 15B is a plan view showing a main body 223 of the cell frame 100 in which the supply method for the fuel gas and the oxidant gas is the cross-flow, and Fig. 15C is a plan view showing a main body 224 of the cell frame 100 in which the supply method for the fuel gas and the oxidant gas is the cross-flow and further in which the fuel gas flows in the opposite direction to the direction shown in Fig. 15B.

図15Aに示すように、このスタック14において、図中上側から1段目、3段目、5段目のセルユニット20内の燃料ガスはY負方向に流れ、2段目、4段目のセルユニット20内の燃料ガスはY正方向に流れる。酸化剤ガスは、セルユニット20間をX正方向に流れる。したがって、1段目、3段目、5段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローであって、燃料ガスがY負方向に流れる。2段目、4段目のセルユニット20は、燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式がクロスフローであって、燃料ガスがY正方向に流れる。 As shown in FIG. 15A, in this stack 14, from the top in the figure, fuel gas flows in the Y negative direction in the first, third, and fifth cell units 20, and fuel gas flows in the Y positive direction in the second and fourth cell units 20. Oxidant gas flows in the X positive direction between the cell units 20. Therefore, the first, third, and fifth cell units 20 have a crossflow method of supplying fuel gas and oxidant gas, and fuel gas flows in the Y negative direction. The second and fourth cell units 20 have a crossflow method of supplying fuel gas and oxidant gas, and fuel gas flows in the Y positive direction.

(ガスの供給方式がクロスフローのセルフレーム100(燃料ガスの流れ方向がY負方向))
図15Bに示すように、セルフレーム100の本体部223は、入口側マニホールド部151と、出口側マニホールド部152と、入口側マニホールド部151と出口側マニホールド部152とを接続するフレーム部153と、を有する。セルフレーム100はさらに、入口側マニホールド連通部171と、出口側マニホールド連通部172と、供給側セル連通部173と、排出側セル連通部174とを有する。1つの入口側マニホールド部151は、第1フレーム161に、Y負方向の端部に配置されている。1つの出口側マニホールド部152は、第2フレーム162に、Y正方向の端部に配置されている。入口側マニホールド連通部171は、入口側マニホールド部151の内周縁に形成される。出口側マニホールド連通部172は、出口側マニホールド部152の内周縁に形成される。供給側セル連通部173は、第4フレーム164に、Y負方向に向かって開口して形成される。排出側セル連通部174は、第3フレーム163に、Y正方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with cross-flow gas supply system (fuel gas flow direction is Y negative direction))
As shown in Fig. 15B, the main body 223 of the cell frame 100 has an inlet side manifold 151, an outlet side manifold 152, and a frame 153 connecting the inlet side manifold 151 and the outlet side manifold 152. The cell frame 100 further has an inlet side manifold communication part 171, an outlet side manifold communication part 172, a supply side cell communication part 173, and a discharge side cell communication part 174. One inlet side manifold 151 is disposed at the end of the first frame 161 in the negative Y direction. One outlet side manifold 152 is disposed at the end of the second frame 162 in the positive Y direction. The inlet side manifold communication part 171 is formed on the inner periphery of the inlet side manifold 151. The outlet side manifold communication part 172 is formed on the inner periphery of the outlet side manifold 152. The supply side cell communication part 173 is formed in the fourth frame 164 and opens in the Y negative direction. The discharge side cell communication part 174 is formed in the third frame 163 and opens in the Y positive direction.

本体部223は、第1フレーム161から第3フレーム163へのガス流れを遮断する第7仕切板237、第4フレーム164から第2フレーム162へのガス流れを遮断する第8仕切板238を有する。 The main body 223 has a seventh partition plate 237 that blocks the gas flow from the first frame 161 to the third frame 163, and an eighth partition plate 238 that blocks the gas flow from the fourth frame 164 to the second frame 162.

入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスは、第1フレーム161から第4フレーム164内をX正方向に流れ、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をY負方向に流れる。図示省略するが、セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、Y方向に略直線状に伸びている。 The fuel gas flowing through the inlet manifold section 151 flows into the hollow section 122 through the inlet manifold communication section 171. The fuel gas flows in the X-positive direction from the first frame 161 through the fourth frame 164, and is supplied to the cell 130 through the supply side cell communication section 173. The fuel gas flows in the Y-negative direction over the anode layer 131 of the cell 130. Although not shown, the fuel gas flow path section 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the Y direction.

セル130を通過した燃料ガスは、排出側セル連通部174を通って第3フレーム163内に排出される。燃料ガスは、第3フレーム163内をX正方向に流れ、第2フレーム162内をY正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 The fuel gas that passes through the cell 130 is discharged into the third frame 163 through the discharge cell communication part 174. The fuel gas flows in the X-positive direction through the third frame 163, flows in the Y-positive direction through the second frame 162, and flows out into the outlet side manifold part 152 through the outlet side manifold communication part 172.

酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 The oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path 113 for the oxidant gas in the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see FIG. 5).

このように、図15Bに示される本体部223を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をY負方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はクロスフローとなる(燃料ガスの流れ方向がY負方向)。 In this way, by providing the main body portion 223 shown in FIG. 15B, the fuel gas flows in the negative Y direction within the cell unit 20, and the oxidant gas flows in the positive X direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidant gas is cross-flow (the flow direction of the fuel gas is the negative Y direction).

(ガスの供給方式がクロスフローのセルフレーム100(燃料ガスの流れ方向がY正方向))
図15Cに示すように、上述したセルフレーム100と異なり、供給側セル連通部173は、第3フレーム163に、Y正方向に向かって開口して形成される。排出側セル連通部174は、第4フレーム164に、Y負方向に向かって開口して形成される。
(Cell frame 100 with cross-flow gas supply system (fuel gas flow direction is Y positive direction))
15C , unlike the above-described cell frame 100, the supply side cell communication part 173 is formed in the third frame 163 and opens toward the Y positive direction. The discharge side cell communication part 174 is formed in the fourth frame 164 and opens toward the Y negative direction.

本体部224は、入口側マニホールド連通部171から第1フレーム161へのガス流れを遮断する第9仕切板239、第3フレーム163から第2フレーム162へのガス流れを遮断する第10仕切板240、第1フレーム161から第4フレーム164へのガス流れを遮断する第11仕切板241、第4フレーム164から第2フレーム162へのガス流れを遮断する第12仕切板242を有する。 The main body 224 has a ninth partition plate 239 that blocks the gas flow from the inlet manifold communication portion 171 to the first frame 161, a tenth partition plate 240 that blocks the gas flow from the third frame 163 to the second frame 162, an eleventh partition plate 241 that blocks the gas flow from the first frame 161 to the fourth frame 164, and a twelfth partition plate 242 that blocks the gas flow from the fourth frame 164 to the second frame 162.

入口側マニホールド部151を流通する燃料ガスは、入口側マニホールド連通部171を通って中空部122に流入する。燃料ガスは、第3フレーム163内をX正方向に流れ、供給側セル連通部173を通ってセル130に向けて供給される。燃料ガスは、セル130のアノード層131の上をY正方向に流れる。図示省略するが、セパレータ110の燃料ガス用の流路部113は、Y方向に略直線状に伸びている。 The fuel gas flowing through the inlet manifold section 151 flows into the hollow section 122 through the inlet manifold communication section 171. The fuel gas flows in the X-positive direction within the third frame 163 and is supplied to the cell 130 through the supply side cell communication section 173. The fuel gas flows in the Y-positive direction over the anode layer 131 of the cell 130. Although not shown in the figure, the fuel gas flow path section 113 of the separator 110 extends in an approximately straight line in the Y-direction.

セル130を通過した燃料ガスは、排出側セル連通部174を通って第4フレーム164内に排出される。燃料ガスは、第4フレーム164内をX正方向に流れ、出口側マニホールド連通部172を通って出口側マニホールド部152に流出する。 The fuel gas that passes through the cell 130 is discharged into the fourth frame 164 through the discharge cell communication part 174. The fuel gas flows in the X-positive direction within the fourth frame 164 and flows out into the outlet side manifold part 152 through the outlet side manifold communication part 172.

酸化剤ガスは、セル130のカソード層132の上をX正方向に流れる。セパレータ110の酸化剤ガス用の流路部113は、X方向に略直線状に伸びている(図5を参照)。 The oxidant gas flows in the positive X direction over the cathode layer 132 of the cell 130. The flow path 113 for the oxidant gas in the separator 110 extends in an approximately straight line in the X direction (see FIG. 5).

このように、図15Cに示される本体部224を備えることによって、燃料ガスはセルユニット20内をY正方向に流れ、酸化剤ガスは積層方向に隣り合うセルユニット20との間をX正方向に流れる。燃料ガスと酸化剤ガスとの供給方式はクロスフローとなる(燃料ガスの流れ方向がY正方向)。 In this way, by providing the main body portion 224 shown in FIG. 15C, the fuel gas flows in the Y-positive direction within the cell unit 20, and the oxidant gas flows in the X-positive direction between adjacent cell units 20 in the stacking direction. The supply method for the fuel gas and the oxidant gas is cross-flow (the fuel gas flows in the Y-positive direction).

(温度分布)
図15Aに示すように、変形例1に係るセルフレーム100を適用した場合においても、同一のスタック14内において、ガスの供給方式をセルユニット20毎にクロスフロー(燃料ガスの流れ方向がY負方向)またはクロスフロー(燃料ガスの流れ方向がY正方向)に切り替えることができる。
(Temperature distribution)
As shown in FIG. 15A, even when the cell frame 100 relating to variant example 1 is applied, the gas supply method can be switched between cross flow (fuel gas flow direction is the Y negative direction) and cross flow (fuel gas flow direction is the Y positive direction) for each cell unit 20 within the same stack 14.

温度分布は図11に示した温度分布と同様であり、温度分布が異なるセルユニット20を積層することによって、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う。このため、最高温度が低くなり、反応面内の温度勾配が減少する。反応面内の温度差を小さくできるため、反応面全体を高温化できる。その結果、発電出力の向上を図ることができる。さらに、反応面の出口付近が高温部となるため、セル温度の把握も容易となる。 The temperature distribution is the same as that shown in Figure 11, and by stacking cell units 20 with different temperature distributions, heat is transferred between them and the temperature peaks of both are cancelled out. This lowers the maximum temperature and reduces the temperature gradient within the reaction surface. Since the temperature difference within the reaction surface can be reduced, the entire reaction surface can be heated to a high temperature. As a result, the power generation output can be improved. Furthermore, since the area near the outlet of the reaction surface is the high temperature area, it is also easy to grasp the cell temperature.

[セルフレーム100の他の変形例]
次に、セルフレーム100の他の変形例について説明する。
[Other Modifications of the Cell Frame 100]
Next, another modification of the cell frame 100 will be described.

図16Aは、セルフレーム100の連通部の変形例を示す斜視図、図16Bは、セルフレーム100の連通部の他の変形例を示す斜視図である。 Figure 16A is a perspective view showing a modified example of the communication part of the cell frame 100, and Figure 16B is a perspective view showing another modified example of the communication part of the cell frame 100.

セルフレーム100の連通部は、半円状の穴加工をZ方向に施すことによって形成する形態に限定されない。例えば、図16Aに示すように、連通部175は、貫通する穴加工をXY平面に平行な方向に施すことによって形成できる。また、図16Bに示すように、連通部176は、溝加工をXY平面に平行な方向に施すことによって形成できる。 The communication portion of the cell frame 100 is not limited to being formed by drilling a semicircular hole in the Z direction. For example, as shown in FIG. 16A, the communication portion 175 can be formed by drilling a through hole in a direction parallel to the XY plane. Also, as shown in FIG. 16B, the communication portion 176 can be formed by drilling a groove in a direction parallel to the XY plane.

図17Aは、セルフレーム100の中空部材123の変形例を示す平面図、図17Bは、図17Aの17B-17B線に沿う断面図である。図17Cは、セルフレーム100の中空部材124の変形例を示す図17Bに相当する断面図である。 Figure 17A is a plan view showing a modified example of the hollow member 123 of the cell frame 100, and Figure 17B is a cross-sectional view taken along line 17B-17B in Figure 17A. Figure 17C is a cross-sectional view equivalent to Figure 17B showing a modified example of the hollow member 124 of the cell frame 100.

セルフレーム100の本体部120を形成する中空部材121は、一対のケース体210を溶接などによって固定する形態に限定されない。例えば、図17Aおよび図17Bに示すように、中空部材123は、引抜加工または押出加工によって形成できる。また、図17Cに示すように、中空部122を2段備える中空部材124も引抜加工または押出加工によって形成できる。図17Aおよび図17Bの符号177は、中空部122と外部とを連通する連通部を示している。 The hollow member 121 forming the main body 120 of the cell frame 100 is not limited to a form in which a pair of case bodies 210 are fixed by welding or the like. For example, as shown in Figures 17A and 17B, the hollow member 123 can be formed by drawing or extrusion. Also, as shown in Figure 17C, the hollow member 124 having two stages of hollow portions 122 can also be formed by drawing or extrusion. Reference numeral 177 in Figures 17A and 17B indicates a communication portion that communicates between the hollow portion 122 and the outside.

1つのセルユニット20毎の燃料ガスの供給方向が異なるスタック14について例示した。しかしながら、スタック14は、複数のセルユニット20毎に燃料ガスの供給方向を異ならせることができる。 An example of a stack 14 in which the fuel gas supply direction is different for each cell unit 20 has been shown. However, the stack 14 can have different fuel gas supply directions for each of multiple cell units 20.

酸化剤ガスの供給方向が一定(X正方向)であるスタック14について例示した。しかしながら、スタック14は、複数のセルユニット20毎に酸化剤ガスの供給方向を異ならせることができ、あるいは、1つのセルユニット20毎に酸化剤ガスの供給方向を異ならせることができる。例えば、酸化剤ガスの入口を逆にすることによって、酸化剤ガスをX負方向に供給できる。 The stack 14 in which the oxidant gas supply direction is constant (X positive direction) has been exemplified. However, the stack 14 can have a different oxidant gas supply direction for each of the multiple cell units 20, or can have a different oxidant gas supply direction for each cell unit 20. For example, by reversing the oxidant gas inlet, the oxidant gas can be supplied in the X negative direction.

セルフレーム100の本体部224を構成する中空部材121の中空部122を燃料ガスの流通路として使用したスタック14について例示した。しかしながら、中空部材121の中空部122は、酸化剤ガスの流通路として使用できる。 The stack 14 is illustrated in which the hollow portion 122 of the hollow member 121 that constitutes the main body 224 of the cell frame 100 is used as a flow path for fuel gas. However, the hollow portion 122 of the hollow member 121 can also be used as a flow path for oxidizer gas.

2つの本体部構成体201、202を積層して本体部120を構成したセルフレーム100について例示した。しかしながら、3つ以上の本体部構成体を積層して本体部120を構成できる。奇数個の本体部構成体を積層する場合、供給側セル連通部173を形成する層数と、排出側セル連通部174を形成する層数とを異ならせることができる。 The cell frame 100 in which the main body 120 is formed by stacking two main body constituents 201, 202 has been exemplified. However, the main body 120 can be formed by stacking three or more main body constituents. When stacking an odd number of main body constituents, the number of layers forming the supply side cell communication portion 173 can be different from the number of layers forming the discharge side cell communication portion 174.

以上、実施形態および種々の変形例を通して説明したように、固体酸化物形燃料電池は、以下の効果を奏する。なお、部材の符号については代表的な符号のみを付して説明する。 As explained above through the embodiments and various modified examples, the solid oxide fuel cell has the following effects. Note that only representative reference numbers are used for the components.

固体酸化物形燃料電池は、セル130を支持するセルフレーム100を有し、セルフレーム100は、中空部122を備える中空部材121から形成された本体部120と、本体部120に接続されセル130を支持するセル支持部140とを有する。本体部120は、入口側マニホールド部151と、出口側マニホールド部152と、入口側マニホールド部151と出口側マニホールド部152とを接続するフレーム部153と、を有する。セルフレーム100はさらに、入口側マニホールド連通部171と、出口側マニホールド連通部172と、供給側セル連通部173と、排出側セル連通部174とを有する。 The solid oxide fuel cell has a cell frame 100 that supports the cells 130. The cell frame 100 has a main body 120 formed from a hollow member 121 with a hollow portion 122, and a cell support portion 140 that is connected to the main body 120 and supports the cells 130. The main body 120 has an inlet side manifold portion 151, an outlet side manifold portion 152, and a frame portion 153 that connects the inlet side manifold portion 151 and the outlet side manifold portion 152. The cell frame 100 further has an inlet side manifold communication portion 171, an outlet side manifold communication portion 172, a supply side cell communication portion 173, and a discharge side cell communication portion 174.

このように構成した固体酸化物形燃料電池は、セルフレーム100の本体部120を構成する中空部材121の中空部122をガスの流通路として使用する。セルフレーム100の本体部120の基本構造を同じにしたまま、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174の形成位置を変更することによって、ガスの流れ方向を選択できる。したがって、単純な構造によってガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を組み合わせることが可能となる。セルフレーム100の構造が単純になるため、セルフレーム100の小型化を図ることができ、これを通して固体酸化物形燃料電池のスタック14の小型化も図ることができる。セルフレーム100の本体部120の基本構造を同じであることから、部品点数の低減も図ることができる。 The solid oxide fuel cell thus constructed uses the hollow portion 122 of the hollow member 121 constituting the main body 120 of the cell frame 100 as a gas flow passage. The gas flow direction can be selected by changing the formation positions of the supply side cell communication portion 173 and the discharge side cell communication portion 174 while keeping the basic structure of the main body 120 of the cell frame 100 the same. Therefore, it is possible to combine gas supply methods (coflow, counterflow, crossflow) with a simple structure. Since the structure of the cell frame 100 is simplified, the cell frame 100 can be made smaller, and through this, the stack 14 of the solid oxide fuel cell can also be made smaller. Since the basic structure of the main body 120 of the cell frame 100 is the same, the number of parts can also be reduced.

上述した特許文献1にあっては、セルごとにフロー方向を変えるために四辺にマニホールドを形成する必要がある。一方、本件の固体酸化物形燃料電池は、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174の形成位置を変更することによって、最低2辺にマニホールドを設置するだけでよい。 In the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary to form manifolds on all four sides in order to change the flow direction for each cell. On the other hand, in the solid oxide fuel cell of this invention, by changing the formation positions of the supply side cell communication part 173 and the discharge side cell communication part 174, it is only necessary to install manifolds on a minimum of two sides.

セルフレーム100の本体部120は少なくとも2つの本体部構成体201、202を積層して構成され、一方の第1本体部構成体201は、入口側マニホールド連通部171および供給側セル連通部173を有し、他方の第2本体部構成体202は、出口側マニホールド連通部172および排出側セル連通部174を有する。そして、セルフレーム100の本体部120は、少なくとも2つの本体部構成体201、202を、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174がセル130に対して対称位置に配置された状態に積層されている。このように構成することによって、本体部構成体201、202の基本構造を同じにしたまま、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174の形成位置を変更することによって、ガスの流れ方向を選択できる。したがって、単純な構造によってガスの供給方式を組み合わせることが可能となる。 The main body 120 of the cell frame 100 is constructed by stacking at least two main body constituents 201, 202, one of which, the first main body constituent 201, has an inlet side manifold communication part 171 and a supply side cell communication part 173, and the other, the second main body constituent 202, has an outlet side manifold communication part 172 and a discharge side cell communication part 174. The main body 120 of the cell frame 100 is constructed by stacking at least two main body constituents 201, 202 in a state in which the supply side cell communication part 173 and the discharge side cell communication part 174 are arranged symmetrically with respect to the cell 130. By configuring in this way, the gas flow direction can be selected by changing the formation position of the supply side cell communication part 173 and the discharge side cell communication part 174 while keeping the basic structure of the main body constituents 201, 202 the same. Therefore, it is possible to combine gas supply methods with a simple structure.

セル130を支持したセルフレーム100に、流路部113が形成されたセパレータ110を封止固定してなるセルユニット20を有する。このように構成することによって、セルフレーム100の本体部120の基本構造を同じにしたまま、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174の形成位置を変更することによって、セルユニット20内におけるガスの流れ方向を選択できる。 The cell unit 20 is made by sealing and fixing a separator 110 having a flow path 113 formed therein to a cell frame 100 supporting the cells 130. By configuring it in this way, the basic structure of the main body 120 of the cell frame 100 remains the same, but the gas flow direction within the cell unit 20 can be selected by changing the formation positions of the supply side cell communication part 173 and the discharge side cell communication part 174.

複数のセルユニット20を積層し、セパレータ110とセル130との間に酸化剤流路114と燃料流路115とを形成したスタック14を有する。このように構成することによって、同一のスタック14内において、ガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を切り替えることができる。 The stack 14 is made by stacking multiple cell units 20 and forming an oxidant flow path 114 and a fuel flow path 115 between the separator 110 and the cell 130. By configuring it in this way, it is possible to switch between gas supply methods (coflow, counterflow, crossflow) within the same stack 14.

スタック14は、複数のセルユニット20毎の燃料または酸化剤の供給方向が異なる。このように構成することによって、温度分布が異なるセルユニット20が積層され、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う。このため、最高温度が低くなり、反応面内の温度勾配が減少する。反応面内の温度差を小さくできるため、反応面全体を高温化できる。その結果、発電出力の向上を図ることができる。さらに、反応面の出口付近が高温部となるため、セル温度の把握も容易となる。 In the stack 14, the fuel or oxidant supply direction differs for each of the multiple cell units 20. By configuring in this way, cell units 20 with different temperature distributions are stacked, and heat is transferred between them, canceling out the temperature peaks of both. This lowers the maximum temperature and reduces the temperature gradient within the reaction surface. Since the temperature difference within the reaction surface can be reduced, the entire reaction surface can be heated. As a result, the power generation output can be improved. Furthermore, since the area near the outlet of the reaction surface is the high temperature area, it is also easy to grasp the cell temperature.

スタック14は、少なくとも1つのセルユニット20毎の燃料の供給方向が異なる。このように構成することによって、温度分布が異なるセルユニット20が1層毎に積層され、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う作用が顕著となる。このため、最高温度が低くなり、反応面内の温度勾配が減少する。反応面内の温度差をより小さくできるため、反応面全体をより高温化できる。その結果、発電出力のさらなる向上を図ることができる。 In the stack 14, the fuel supply direction is different for at least one cell unit 20. By configuring it in this way, cell units 20 with different temperature distributions are stacked one layer at a time, and the effect of mutual heat transfer and canceling out the temperature peaks of both becomes prominent. This lowers the maximum temperature and reduces the temperature gradient within the reaction surface. Since the temperature difference within the reaction surface can be made smaller, the entire reaction surface can be made hotter. As a result, the power generation output can be further improved.

スタック14は、少なくとも1つのセルユニット20毎の酸化剤の供給方向が異なる。このように構成することによって、上記と同様に、温度分布が異なるセルユニット20が1層毎に積層され、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合う作用が顕著となる。その結果、発電出力のさらなる向上を図ることができる。 In the stack 14, the oxidant supply direction differs for at least one cell unit 20. By configuring it in this way, as described above, cell units 20 with different temperature distributions are stacked one layer at a time, and the effect of mutual heat transfer and cancellation of the temperature peaks of both becomes prominent. As a result, it is possible to further improve the power generation output.

燃料および酸化剤の供給方式は、コフローとカウンターフローとの組み合わせ、または、燃料もしくは酸化剤の供給される向きが異なるクロスフローの組み合わせである。このように構成することによって、温度分布が異なるセルユニット20を積層でき、相互に伝熱して双方の温度ピークを打ち消し合うことができる。その結果、発電出力の向上を図ることができる。さらに、反応面の出口付近が高温部となるため、セル温度の把握も容易となる。 The fuel and oxidant supply method is a combination of co-flow and counter flow, or a combination of cross-flow in which the fuel or oxidant is supplied in a different direction. This configuration allows cell units 20 with different temperature distributions to be stacked, and heat can be transferred between them to cancel out the temperature peaks of both. As a result, the power generation output can be improved. Furthermore, since the area near the outlet of the reaction surface becomes a high-temperature area, it is also easy to grasp the cell temperature.

セルフレーム100は、本体部221、222、223、224における中空部122の一部が封止されてる。このように構成することによって、中空部122を利用してガスの流通路をより自由に設定できる。セルフレーム100の本体部221、222、223、224の基本構造を同じにしたまま、中空部122を封止する位置、供給側セル連通部173および排出側セル連通部174の形成位置を変更することによって、ガスの流れ方向を選択できる。したがって、単純な構造によってガスの供給方式(コフロー、カウンターフロー、クロスフロー)を組み合わせることが可能となる。セルフレーム100の本体部221、222、223、224は1層だけであり、本体部構成体201、202を積層して本体部120を構成する場合に比較して、部品点数の低減も図ることができる。 In the cell frame 100, a part of the hollow portion 122 in the main body portions 221, 222, 223, and 224 is sealed. By configuring in this way, the gas flow path can be set more freely using the hollow portion 122. The gas flow direction can be selected by changing the position where the hollow portion 122 is sealed and the formation position of the supply side cell communication portion 173 and the discharge side cell communication portion 174 while keeping the basic structure of the main body portions 221, 222, 223, and 224 of the cell frame 100 the same. Therefore, it is possible to combine gas supply methods (coflow, counterflow, crossflow) with a simple structure. The main body portions 221, 222, 223, and 224 of the cell frame 100 are only one layer, and the number of parts can be reduced compared to when the main body portion 120 is configured by stacking the main body portion constituents 201 and 202.

14 スタック、
20 セルユニット、
30 ユニット間シール、
100 セルフレーム、
110 セパレータ、
113 流路部、
114 酸化剤流路、
115 燃料流路、
120、221、222、223、224 本体部、
121、123、124 中空部材、
122 中空部、
130 セル、
131 アノード層、
132 カソード層、
133 電解質層、
140 セル支持部、
141 開口部、
151 入口側マニホールド部、
152 出口側マニホールド部、
153 フレーム部、
161 第1フレーム、
162 第2フレーム、
163 第3フレーム、
164 第4フレーム、
171 入口側マニホールド連通部、
172 出口側マニホールド連通部、
173 供給側セル連通部、
174 排出側セル連通部、
201、203、205、207 第1本体部構成体(本体部構成体)、
202、204、206、208 第2本体部構成体(本体部構成体)、
231~242 第1仕切板~第12仕切板。
14 stacks,
20 cell units,
30 Inter-unit seal,
100 cell frames,
110 Separator,
113 flow path portion,
114 oxidant flow path,
115 fuel flow path,
120, 221, 222, 223, 224 main body portion,
121, 123, 124 hollow member,
122 hollow portion,
130 cells,
131 anode layer,
132 cathode layer,
133 electrolyte layer,
140 Cell support part,
141 opening,
151 inlet side manifold portion,
152 outlet side manifold portion,
153 frame part,
161 first frame,
162 second frame,
163 3rd frame,
164 4th frame,
171 inlet side manifold communication part,
172 outlet side manifold communication part,
173 supply side cell communication part,
174 Discharge side cell communication part,
201, 203, 205, 207 first main body component (main body component),
202, 204, 206, 208 second main body component (main body component),
231 to 242 1st partition plate to 12th partition plate.

Claims (9)

アノード層とカソード層との間に電解質層を挟持したセルを支持するセルフレームを有する固体酸化物形燃料電池であって、
前記セルフレームは、中空部を備える中空部材から形成された本体部と、前記本体部に接続され前記セルを支持するセル支持部とを有し、
前記本体部は、入口側マニホールド部と、出口側マニホールド部と、前記入口側マニホールド部と前記出口側マニホールド部とを接続するフレーム部と、を有し、前記フレーム部は前記セル支持部に支持された前記セルの周囲を囲む4辺を有する矩形形状をなし、
前記セルフレームはさらに、前記入口側マニホールド部に形成され前記中空部に連通する入口側マニホールド連通部と、前記出口側マニホールド部に形成され前記中空部に連通する出口側マニホールド連通部と、前記フレーム部に形成され前記セルと前記中空部とを連通し前記中空部を流れる流体を前記セルに供給する供給側セル連通部と、前記フレーム部に形成され前記セルと前記中空部とを連通し前記セルを流れる流体を前記中空部に排出する排出側セル連通部とを有し、
前記供給側セル連通部は前記フレーム部の4辺のうちいずれか1辺に形成され、前記排出側セル連通部は前記供給側セル連通部を形成した前記1辺と対称位置の他の辺に形成され、前記セルを流れる流体の流れ方向を前記いずれか1辺から前記他の辺に向かう方向に設定してなる、固体酸化物形燃料電池。
A solid oxide fuel cell having a cell frame supporting a cell having an electrolyte layer sandwiched between an anode layer and a cathode layer,
the cell frame has a main body portion formed of a hollow member having a hollow portion, and a cell support portion connected to the main body portion and supporting the cell,
the main body portion has an inlet side manifold portion, an outlet side manifold portion, and a frame portion connecting the inlet side manifold portion and the outlet side manifold portion, the frame portion having a rectangular shape having four sides surrounding the periphery of the cells supported by the cell support portions,
the cell frame further includes an inlet-side manifold communication portion formed in the inlet-side manifold portion and communicating with the hollow portion, an outlet-side manifold communication portion formed in the outlet-side manifold portion and communicating with the hollow portion, a supply-side cell communication portion formed in the frame portion and communicating with the cell and the hollow portion for supplying a fluid flowing through the hollow portion to the cell, and a discharge-side cell communication portion formed in the frame portion and communicating with the cell and the hollow portion for discharging the fluid flowing through the cell to the hollow portion ,
a supply side cell communicating portion formed on any one of four sides of the frame portion, and a discharge side cell communicating portion formed on another side symmetrically positioned to the one side on which the supply side cell communicating portion is formed, and a flow direction of fluid flowing through the cell is set to a direction from any one of the sides toward the other side .
前記セルフレームの前記本体部は、前記入口側マニホールド部、前記出口側マニホールド部、および前記フレーム部を有する少なくとも2つの本体部構成体を積層して構成され、
一方の前記本体部構成体は、前記入口側マニホールド連通部および前記供給側セル連通部を有し、他方の前記本体部構成体は、前記出口側マニホールド連通部および前記排出側セル連通部を有し、
前記セルフレームの前記本体部は、少なくとも2つの前記本体部構成体を、前記供給側セル連通部および前記排出側セル連通部が前記セルに対して対称位置に配置された状態に積層されてなる、請求項1に記載の固体酸化物形燃料電池。
the main body portion of the cell frame is configured by stacking at least two main body constituents each having the inlet side manifold portion, the outlet side manifold portion, and the frame portion,
one of the main body constituents has the inlet side manifold communication part and the supply side cell communication part, and the other of the main body constituents has the outlet side manifold communication part and the discharge side cell communication part,
2. The solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the main body of the cell frame is formed by stacking at least two of the main body constituents in a state in which the supply side cell communicating portion and the discharge side cell communicating portion are arranged in symmetrical positions with respect to the cell.
前記セルを支持した前記セルフレームに、流路部が形成されたセパレータを封止固定してなるセルユニットを有する、請求項1または請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 1 or 2, which has a cell unit in which a separator having a flow path is sealed and fixed to the cell frame that supports the cell. 複数の前記セルユニットを積層し、前記セパレータと前記セルとの間に酸化剤流路と燃料流路とを形成したスタックを有する、請求項3に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 3, comprising a stack in which a plurality of the cell units are stacked, and an oxidant flow path and a fuel flow path are formed between the separator and the cell. 前記スタックは、複数の前記セルユニット毎の燃料または酸化剤の供給方向が異なる、請求項4に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 4, wherein the stack has a different fuel or oxidant supply direction for each of the multiple cell units. 前記スタックは、少なくとも1つの前記セルユニット毎の燃料の供給方向が異なる、請求項5に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 5, wherein the stack has a different fuel supply direction for at least one of the cell units. 前記スタックは、少なくとも1つの前記セルユニット毎の酸化剤の供給方向が異なる、請求項5に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 5, wherein the stack has a different oxidant supply direction for at least one of the cell units. 燃料および酸化剤の供給方式は、コフローとカウンターフローとの組み合わせ、または、燃料もしくは酸化剤の供給される向きが異なるクロスフローの組み合わせである、請求項6または請求項7に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 6 or 7, wherein the fuel and oxidant supply method is a combination of coflow and counterflow, or a combination of crossflow in which the fuel or oxidant is supplied in different directions. 前記セルフレームは、前記本体部における中空部の一部が封止されてなる、請求項8に記載の固体酸化物形燃料電池。 The solid oxide fuel cell according to claim 8, wherein the cell frame is formed by sealing a portion of the hollow portion in the main body.
JP2020119060A 2020-07-10 2020-07-10 solid oxide fuel cell Active JP7563012B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020119060A JP7563012B2 (en) 2020-07-10 2020-07-10 solid oxide fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020119060A JP7563012B2 (en) 2020-07-10 2020-07-10 solid oxide fuel cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022015901A JP2022015901A (en) 2022-01-21
JP7563012B2 true JP7563012B2 (en) 2024-10-08

Family

ID=80121448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020119060A Active JP7563012B2 (en) 2020-07-10 2020-07-10 solid oxide fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7563012B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025115901A1 (en) * 2023-11-27 2025-06-05 京セラ株式会社 Electrochemical cell, electrochemical cell device, module, and module housing device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027014A (en) 2005-07-21 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell stack, separator and single cell mounting plate
WO2015056320A1 (en) 2013-10-17 2015-04-23 FCO Power株式会社 Solid oxide fuel cell stack array
JP2017538257A (en) 2014-11-17 2017-12-21 エルジー フューエル セル システムズ インクLg Fuel Cell Systems Inc. Solid oxide fuel cell stack
JP2018092909A (en) 2016-12-02 2018-06-14 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell device
WO2019004267A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 京セラ株式会社 Fuel cell module and fuel cell device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007027014A (en) 2005-07-21 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell stack, separator and single cell mounting plate
WO2015056320A1 (en) 2013-10-17 2015-04-23 FCO Power株式会社 Solid oxide fuel cell stack array
JP2017538257A (en) 2014-11-17 2017-12-21 エルジー フューエル セル システムズ インクLg Fuel Cell Systems Inc. Solid oxide fuel cell stack
JP2018092909A (en) 2016-12-02 2018-06-14 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell device
WO2019004267A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 京セラ株式会社 Fuel cell module and fuel cell device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022015901A (en) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2024157399A (en) Electrochemical reaction cell stack
JP2024157400A (en) Electrochemical reaction cell stack
CN102906920B (en) Solid oxide fuel cell
TWI811328B (en) Electrochemical element, electrochemical module, electrochemical device, and energy system
US6772501B2 (en) Apparatus and method for the design and manufacture of thin-film electrochemical devices
JP2007511664A (en) Symmetric shunt plate
JP6945035B1 (en) Electrochemical reaction cell stack
KR20170117189A (en) Electrochemical reaction unit and fuel cell stack
CN116435534A (en) Electrochemical components, electrochemical modules, electrochemical devices and energy systems
JPH09102323A (en) Solid oxide fuel cell
US20050214627A1 (en) Fuel cell and fuel cell stack
WO2000074159A1 (en) Unit cell of flat solid electrolytic fuel battery and cell stack comprising the same
JP7563012B2 (en) solid oxide fuel cell
JP7353345B2 (en) Electrochemical reaction cell stack
JPH09326259A (en) Solid electrolyte fuel cell
JP7522679B2 (en) Electrochemical reaction single cells and electrochemical reaction cell stacks
JP6975573B2 (en) Fuel cell power generation unit and fuel cell stack
JP7561667B2 (en) Fuel Cell Stack
JP6527761B2 (en) Interconnector-fuel cell single cell complex and fuel cell stack
JP7402193B2 (en) Fuel cell single cell and fuel cell stack
JP6898188B2 (en) Fuel cell stack
JP6983017B2 (en) Fuel cell stack
JP6284662B1 (en) Electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
KR20220070694A (en) Separator module for solid oxide fuel cell and stack comprising the same
JP7522715B2 (en) Electrochemical reaction cell stack

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240530

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240827

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7563012

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150