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JP6122202B1 - Manifold and fuel cell stack structure - Google Patents

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JP6122202B1 JP2016223240A JP2016223240A JP6122202B1 JP 6122202 B1 JP6122202 B1 JP 6122202B1 JP 2016223240 A JP2016223240 A JP 2016223240A JP 2016223240 A JP2016223240 A JP 2016223240A JP 6122202 B1 JP6122202 B1 JP 6122202B1
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Abstract

【課題】燃料ガスをセルへとスムーズに案内可能なマニホールドを、提供する。
【解決手段】マニホールド２００は、セル１００に燃料ガスを供給するためのものである。マニホールド２００は、本体部２１０と、蓋部２２０とを、備える。本体部２１０は、底部２１１と、壁部２１２とを、有する。壁部２１２は、底部２１１の外周部を取り囲み且つ底部２１１の外周部から延びる。すなわち、本体部２１０は、壁部２１２の先端側が開口している。蓋部２２０は、開口を塞ぐ。ここで、壁部２１２は、壁部２１２本体と、第１湾曲部２１２ｂとを、有する。第１湾曲部２１２ｂは、壁部２１２本体及び底部２１１の外周部を連結する。第１湾曲部２１２ｂは、底部２１１の外周部に沿った周方向に連続して形成される第１連続面２１２ｄを、有する。
【選択図】図４A manifold capable of smoothly guiding fuel gas to a cell is provided.
A manifold is for supplying fuel gas to a cell. The manifold 200 includes a main body part 210 and a lid part 220. The main body part 210 includes a bottom part 211 and a wall part 212. The wall portion 212 surrounds the outer peripheral portion of the bottom portion 211 and extends from the outer peripheral portion of the bottom portion 211. That is, the front end side of the wall portion 212 of the main body portion 210 is open. The lid part 220 closes the opening. Here, the wall part 212 has the wall part 212 main body and the 1st curved part 212b. The first bending portion 212 b connects the outer peripheral portion of the wall portion 212 main body and the bottom portion 211. The first curved portion 212 b has a first continuous surface 212 d formed continuously in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion 211.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、マニホールド、及び燃料電池のスタック構造体に関する。   The present invention relates to a manifold and a fuel cell stack structure.

従来の燃料電池のスタック構造体は、マニホールドと、燃料電池セルとを、備えている（特許文献１を参照）。このスタック構造体では、マニホールドが矩形箱状に形成されている（図４及び図５を参照）。   A conventional fuel cell stack structure includes a manifold and fuel cells (see Patent Document 1). In this stack structure, the manifold is formed in a rectangular box shape (see FIGS. 4 and 5).

特開２００７−１８００００号公報JP 2007-180000 A

従来のスタック構造体では、マニホールドにおいて、壁部が底部から上方に向けて延びている。この場合、壁部の内面及び底部の上面がなす角度が、直角になるように、壁部及び底部によって構成される隅角部が、形成されている。また、底部の外周部に沿った周方向に隣接する２つの壁部がなす角度が、直角になるように、これら２つの壁部の隅角部が、形成されている。このため、従来のマニホールドでは、底部の外周部に形成される隅角部が、直角に形成されているので、マニホールド内の燃料ガスが、隅角部に滞留してしまうおそれがあった。   In the conventional stack structure, the wall portion extends upward from the bottom portion of the manifold. In this case, the corner portion constituted by the wall portion and the bottom portion is formed so that the angle formed by the inner surface of the wall portion and the upper surface of the bottom portion is a right angle. Further, the corners of these two wall portions are formed so that the angle formed by the two wall portions adjacent in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion becomes a right angle. For this reason, in the conventional manifold, since the corner part formed in the outer peripheral part of a bottom part is formed at right angle, there exists a possibility that the fuel gas in a manifold may stay in a corner part.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、燃料ガスを燃料電池セルへとスムーズに案内可能なマニホールドを、提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a manifold capable of smoothly guiding fuel gas to fuel cells.

（１）本発明の一側面に係るマニホールドは、燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのものである。本マニホールドは、燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのものである。マニホールドは、本体部と、蓋部とを、備える。本体部は、底部と、壁部とを、有する。壁部は、底部の外周部を取り囲み且つ底部の外周部から延びる。すなわち、本体部は、壁部の先端側が開口している。蓋部は、開口を塞ぐ。ここで、壁部は、壁本体部と、第１湾曲部とを、有する。第１湾曲部は、壁本体部及び底部の外周部を連結する。第１湾曲部は、底部の外周部に沿った周方向に連続して形成される第１連続面を、有する。   (1) The manifold which concerns on 1 side of this invention is for supplying fuel gas to a fuel cell. This manifold is for supplying fuel gas to the fuel cells. The manifold includes a main body portion and a lid portion. The main body portion has a bottom portion and a wall portion. The wall portion surrounds the outer peripheral portion of the bottom portion and extends from the outer peripheral portion of the bottom portion. That is, the front end side of the wall portion of the main body is open. The lid portion closes the opening. Here, the wall portion includes a wall main body portion and a first bending portion. The first bending portion connects the wall main body portion and the outer peripheral portion of the bottom portion. The first bending portion has a first continuous surface formed continuously in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion.

本マニホールドでは、第１湾曲部において、第１連続面が、底部の外周部に沿った周方向に連続的に形成されているので、燃料ガスを、底部の隅角部に滞留させることなく、燃料電池セルへとスムーズに案内することができる。   In the present manifold, since the first continuous surface is continuously formed in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion in the first curved portion, the fuel gas is not retained in the corner portion of the bottom portion. Smooth guidance to the fuel cell is possible.

（２）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、底部及び壁部が含まれる断面において、第１湾曲部は湾曲していることが好ましい。このように第１湾曲部を湾曲させることによって、燃料ガスを底部から燃料電池セルへとスムーズに案内することができる。   (2) In the manifold according to another aspect of the present invention, the first curved portion is preferably curved in a cross section including the bottom portion and the wall portion. By curving the first bending portion in this way, the fuel gas can be smoothly guided from the bottom portion to the fuel cell.

（３）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、第１湾曲部の第１曲率半径は、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。このように第１湾曲部の第１曲率を設定することによって、燃料ガスを底部から燃料電池セルへとスムーズ且つ効果的に案内することができる。   (3) In the manifold according to another aspect of the present invention, the first curvature radius of the first bending portion is preferably in the range of 1.0 mm or more and 10 mm or less. Thus, by setting the first curvature of the first curved portion, the fuel gas can be smoothly and effectively guided from the bottom portion to the fuel cell.

（４）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、本体部が、開口側の壁部に設けられる鍔部を、さらに有することが好ましい。鍔部は、蓋部を支持する支持部と、支持部及び壁部を連結する第２湾曲部とを、有する。第２湾曲部は、周方向に連続して形成される第２連続面を、有する。   (4) In the manifold according to another aspect of the present invention, it is preferable that the main body portion further has a flange portion provided on the wall portion on the opening side. The collar portion includes a support portion that supports the lid portion, and a second bending portion that connects the support portion and the wall portion. The second bending portion has a second continuous surface formed continuously in the circumferential direction.

この場合、第２湾曲部において、第２連続面が、底部の外周部に沿った周方向に連続的に形成されているので、燃料ガスを、燃料電池セルへとスムーズに案内することができる。   In this case, in the second curved portion, the second continuous surface is continuously formed in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion, so that the fuel gas can be smoothly guided to the fuel cells. .

（５）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、鍔部及び壁部が含まれる断面において、第２湾曲部は湾曲していることが好ましい。このように第２湾曲部を湾曲させることによって、燃料ガスを燃料電池セルにスムーズに案内することができる。   (5) In the manifold according to another aspect of the present invention, it is preferable that the second bending portion is curved in a cross section including the flange portion and the wall portion. By curving the second bending portion in this way, the fuel gas can be smoothly guided to the fuel cell.

（６）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、第２湾曲部の第２曲率半径が、１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。このように第２湾曲部の第２曲率を設定することによって、燃料ガスを燃料電池セルにスムーズ且つ効果的に案内することができる。   (6) In the manifold according to another aspect of the present invention, it is preferable that the second radius of curvature of the second curved portion is in a range of 1.0 mm or more and 8.0 mm or less. Thus, by setting the second curvature of the second bending portion, the fuel gas can be smoothly and effectively guided to the fuel cell.

（７）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、壁部は、対向する一対の第１壁部と、対向する一対の第２壁部と、を有することが好ましい。各第１壁部と各第２壁部との境界部の内側面及び外側面の少なくとも一方は、Ｒ形状である。   (7) In the manifold according to another aspect of the present invention, the wall portion preferably includes a pair of opposed first wall portions and a pair of opposed second wall portions. At least one of the inner surface and the outer surface of the boundary portion between each first wall portion and each second wall portion has an R shape.

（８）本発明の別の側面に係るマニホールドでは、壁部は、上方に向かって外方に広がるように傾斜することが好ましい。   (8) In the manifold according to another aspect of the present invention, the wall portion is preferably inclined so as to spread outward.

（９）本発明の一側面に係る燃料電池のスタック構造体は、上記の（１）から（８）のいずれかのマニホールドと、マニホールドから燃料ガスが供給される燃料電池セルとを、備える。本スタック構造体は、上記の（１）から（８）のいずれかのマニホールドを、備えているので、上記と同様の効果を得ることができる。   (9) A fuel cell stack structure according to an aspect of the present invention includes any one of the manifolds (1) to (8) described above and a fuel cell to which fuel gas is supplied from the manifold. Since the stack structure includes any of the manifolds (1) to (8), the same effect as described above can be obtained.

本発明によれば、マニホールドにおいて、燃料ガスを燃料電池セルへとスムーズに案内することができる。   According to the present invention, the fuel gas can be smoothly guided to the fuel cell in the manifold.

本発明の実施形態に係る燃料電池のスタック構造体の全体斜視図。1 is an overall perspective view of a stack structure of a fuel cell according to an embodiment of the present invention. セルの全体斜視図Overall perspective view of the cell セル及びマニホールドの断面図。Sectional drawing of a cell and a manifold. セル及びマニホールドの部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a cell and a manifold. マニホールドの本体部を上方から見た上面図。The top view which looked at the main-body part of a manifold from upper direction. 本発明の他の実施形態に係る燃料電池のスタック構造体におけるセル及びマニホールドの部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of the cell and manifold in the stack structure of the fuel cell which concerns on other embodiment of this invention.

＜スタック構造体の構成＞
ここでは、本発明に係るスタック構造体の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。 <Structure of stack structure>
Here, an embodiment of a stack structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.

スタック構造体１は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ；Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）に用いられる構造体である。なお、本実施形態では、図１に示すように、座標系が設定されている。   The stack structure 1 is a structure used for a solid oxide fuel cell (SOFC). In the present embodiment, a coordinate system is set as shown in FIG.

図１に示すように、スタック構造体１は、複数のセル１００と、マニホールド２００とを、備えている。   As shown in FIG. 1, the stack structure 1 includes a plurality of cells 100 and a manifold 200.

以下では、図１に示すように、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向が、定義されている。例えば、各セル１００（後述する支持基板１０）では、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向が、長手方向、短手方向（幅方向）、及び厚み方向に、各別に対応している。   In the following, as shown in FIG. 1, an x-axis direction, a y-axis direction, and a z-axis direction are defined. For example, in each cell 100 (support substrate 10 to be described later), the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction correspond to the longitudinal direction, the lateral direction (width direction), and the thickness direction, respectively. .

また、マニホールド２００では、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向が、高さ方向（上方）、短手方向（幅方向）、及び長手方向に、各別に対応している。ここで、マニホールド２００の短手方向（幅方向）は、セル１００における支持基板１０の幅方向に対応している。   In the manifold 200, the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction correspond to the height direction (upward), the short direction (width direction), and the longitudinal direction, respectively. Here, the short direction (width direction) of the manifold 200 corresponds to the width direction of the support substrate 10 in the cell 100.

なお、「ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向」という文言は、各軸方向の正方向及び／又は負方向を含んだ意味で用いられることがある。   Note that the term “x-axis direction, y-axis direction, and z-axis direction” may be used to include the positive direction and / or the negative direction of each axis direction.

＜セル＞
各セル１００は、燃料電池セルである。各セル１００は、集電部材（図示省略）を介して互いに電気的に接続されている。集電部材は、導電性を有する材料から形成されている。例えば、集電部材は、酸化物セラミックスの焼成体又は金属などによって形成されている。 <Cell>
Each cell 100 is a fuel cell. Each cell 100 is electrically connected to each other via a current collecting member (not shown). The current collecting member is formed from a conductive material. For example, the current collecting member is formed of a sintered body of oxide ceramics or a metal.

図１に示すように、各セル１００は、マニホールド２００に設けられる。詳細には、各セル１００は、マニホールド２００の蓋部２２０（後述する）に設けられる。   As shown in FIG. 1, each cell 100 is provided in a manifold 200. Specifically, each cell 100 is provided in a lid portion 220 (described later) of the manifold 200.

図２に示すように、各セル１００は、複数の発電素子部Ａと、支持基板１０とを、有する。各発電素子部Ａは、燃料極、固体電解質膜、反応防止膜、及び空気極を、有する。各発電素子部Ａは、燃料極、固体電解質膜、反応防止膜、及び空気極の順に積層された積層焼成体である。   As shown in FIG. 2, each cell 100 includes a plurality of power generation element portions A and a support substrate 10. Each power generation element part A has a fuel electrode, a solid electrolyte membrane, a reaction preventing membrane, and an air electrode. Each power generating element portion A is a laminated fired body in which a fuel electrode, a solid electrolyte membrane, a reaction preventing film, and an air electrode are laminated in this order.

燃料極は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。燃料極は、例えば、ＮｉＯ（酸化ニッケル）とＹＳＺ（８ＹＳＺ；イットリア安定化ジルコニア）とから、構成される。固体電解質膜は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料からなる焼成体である。固体電解質膜は、例えば、ＹＳＺ（８ＹＳＺ；イットリア安定化ジルコニア）から、構成される。   The fuel electrode is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The fuel electrode is composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ; yttria stabilized zirconia). The solid electrolyte membrane is a fired body made of a dense material having ion conductivity and not electron conductivity. The solid electrolyte membrane is made of, for example, YSZ (8YSZ; yttria stabilized zirconia).

反応防止膜は、緻密な材料からなる焼成体である。反応防止膜は、例えば、ＧＤＣ＝（Ｃｅ，Ｇｄ）Ｏ２（ガドリニウムドープセリア）から、構成される。空気極は、電子伝導性を有する多孔質の材料からなる焼成体である。空気極は、例えば、ＬＳＣＦ＝（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３（ランタンストロンチウムコバルトフェライト）から、構成される。 The reaction preventing film is a fired body made of a dense material. The reaction preventing film is made of, for example, GDC = (Ce, Gd) O 2 (gadolinium-doped ceria). The air electrode is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The air electrode is made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite).

複数の発電素子部Ａは、支持基板１０に設けられる。詳細には、複数（例えば４個）の発電素子部Ａが、電気的に直列に接続された状態で、支持基板１０の両側面それぞれにおいて、支持基板１０の長手方向に所定の間隔を隔てて配置される。   The plurality of power generation element portions A are provided on the support substrate 10. Specifically, a plurality of (for example, four) power generation element portions A are electrically connected in series, with a predetermined interval in the longitudinal direction of the support substrate 10 on each side surface of the support substrate 10. Be placed.

支持基板１０（後述する緻密層を除く）は、電子伝導性を有さない多孔質の材料から構成された焼成体である。支持基板１０は、例えば、ＣＳＺ（カルシア安定化ジルコニア）で構成される。   The support substrate 10 (excluding a dense layer described later) is a fired body made of a porous material that does not have electron conductivity. The support substrate 10 is made of CSZ (calcia stabilized zirconia), for example.

図２に示すように、支持基板１０は、実質的に平板状に形成されている。例えば、支持基板１０は、ｘ軸方向の長さ（長手方向の長さ）がｙ軸方向の長さ（短手方向の長さ・幅方向の長さ）より長くなるように、形成されている。   As shown in FIG. 2, the support substrate 10 is formed in a substantially flat plate shape. For example, the support substrate 10 is formed such that the length in the x-axis direction (length in the longitudinal direction) is longer than the length in the y-axis direction (length in the short direction / length in the width direction). Yes.

支持基板１０は、発電素子部Ａを支持する。具体的には、支持基板１０の両側面、すなわち支持基板１０においてｚ方向に互いに対向する１対の平面（主面）それぞれには、複数（例えば４個）の発電素子部Ａが、ｘ軸方向（長手方向）に所定の間隔を隔てて設けられている。   The support substrate 10 supports the power generation element portion A. Specifically, a plurality of (for example, four) power generation element portions A are provided on both sides of the support substrate 10, that is, each of a pair of planes (main surfaces) facing each other in the z direction on the support substrate 10. It is provided at predetermined intervals in the direction (longitudinal direction).

支持基板１０の内部には、複数の燃料ガス流路１１（貫通孔）が、形成されている。具体的には、複数の燃料ガス流路１１が、ｙ軸方向（幅方向）に所定の間隔を隔てて形成されている。また、各燃料ガス流路１１は、ｘ軸方向（長手方向）に延びている。各燃料ガス流路１１は、各セル１００の長手方向の両端部において開口している。   A plurality of fuel gas passages 11 (through holes) are formed in the support substrate 10. Specifically, the plurality of fuel gas passages 11 are formed at predetermined intervals in the y-axis direction (width direction). Each fuel gas channel 11 extends in the x-axis direction (longitudinal direction). Each fuel gas channel 11 is open at both ends of each cell 100 in the longitudinal direction.

また、支持基板１０には、緻密層例えば上述した固体電解質膜が、含まれる。ここでは、緻密層は、例えば上述した固体電解質膜から、構成されている。より具体的には、緻密層（固体電解質膜）は、発電素子部Ａの内部から、発電素子部Ａの外部に延び、支持基板１０の外周部（外周面）を構成している。   Further, the support substrate 10 includes a dense layer, for example, the above-described solid electrolyte membrane. Here, the dense layer is composed of, for example, the above-described solid electrolyte membrane. More specifically, the dense layer (solid electrolyte membrane) extends from the inside of the power generation element portion A to the outside of the power generation element portion A, and constitutes the outer peripheral portion (outer peripheral surface) of the support substrate 10.

また、図３に示すように、ｙ軸方向（幅方向）において、各支持基板１０の外寸Ｗ２が、開口側の１対の壁部２１２（後述する１対の第１壁部２２２）の外寸Ｗ１より大きくなるように、各支持基板１０は形成されている。   Further, as shown in FIG. 3, in the y-axis direction (width direction), the outer dimension W2 of each support substrate 10 is a pair of walls 212 on the opening side (a pair of first walls 222 described later). Each support substrate 10 is formed to be larger than the outer dimension W1.

各支持基板１０は、マニホールド２００に配置される。詳細には、各支持基板１０は、マニホールド２００の蓋部２２０に配置される。より詳細には、各支持基板１０は、接合材３００（後述する）を介して、蓋部２２０のセル挿入孔２２１（後述する）に、配置される。これにより、各支持基板１０は、セル挿入孔２２１に挿入され、接合材３００によって蓋部２２０に接合される。   Each support substrate 10 is disposed in the manifold 200. Specifically, each support substrate 10 is disposed on the lid portion 220 of the manifold 200. More specifically, each support substrate 10 is disposed in a cell insertion hole 221 (described later) of the lid portion 220 via a bonding material 300 (described later). Accordingly, each support substrate 10 is inserted into the cell insertion hole 221 and bonded to the lid portion 220 by the bonding material 300.

このように、各支持基板１０が、蓋部２２０に配置された状態において、各セル１００の両端部１００ａすなわち各支持基板１０の両端部は、鍔部２１３例えば支持部２１３ａ（後述する）に、接触する。   Thus, in a state where each support substrate 10 is arranged on the lid portion 220, both end portions 100 a of each cell 100, that is, both end portions of each support substrate 10 are connected to a flange 213, for example, a support portion 213 a (described later). Contact.

上記のような構成を有する各支持基板１０は、図１に示すように、ｚ軸方向に互いに間隔を隔てて並べて配置される。各支持基板１０のｘ軸方向（長手方向）において燃料ガスが流入する側の各支持基板１０の端部（流入側端部）は、固定端となっている。また、各支持基板１０のｘ軸方向（長手方向）において燃料ガスが排出される側の端部（排出側端部）は、自由端となっている。各支持基板１０の流入側端部は、接合材３００（後述する）によって、マニホールド２００に接合される。   As shown in FIG. 1, the support substrates 10 having the above-described configuration are arranged side by side at intervals in the z-axis direction. The end portion (inflow side end portion) of each support substrate 10 on the side into which the fuel gas flows in the x-axis direction (longitudinal direction) of each support substrate 10 is a fixed end. Further, the end portion (discharge end portion) on the side where the fuel gas is discharged in the x-axis direction (longitudinal direction) of each support substrate 10 is a free end. The inflow side end of each support substrate 10 is bonded to the manifold 200 by a bonding material 300 (described later).

＜マニホールド＞
マニホールド２００は、複数のセル１００それぞれに燃料ガスを供給するためのものである。図１及び図３に示すように、マニホールド２００は、本体部２１０と、蓋部２２０とを、有している。 <Manifold>
The manifold 200 is for supplying fuel gas to each of the plurality of cells 100. As shown in FIGS. 1 and 3, the manifold 200 includes a main body portion 210 and a lid portion 220.

本体部２１０は、金属例えばステンレス鋼等から、構成されている。本体部２１０は、１枚の板部材から形成される。具体的には、本体部２１０は、プレス加工によって、１枚の板部材から成型される。   The main body 210 is made of a metal such as stainless steel. The main body 210 is formed from a single plate member. Specifically, the main body 210 is molded from a single plate member by press working.

図４に示すように、本体部２１０は、底部２１１と、壁部２１２と、鍔部２１３とを、有している。底部２１１と壁部２１２と鍔部２１３（後述する第２湾曲部２１３ｂ）とによって、ｘ軸方向（上方）に向けて開口する開口部が、形成される。底部２１１は、実質的に矩形板状に形成されている。底部２１１の外周部には、壁部２１２が一体に形成されている。言い換えると、底部２１１の外周部には、壁部２１２が連続的に形成されている。   As shown in FIG. 4, the main body part 210 has a bottom part 211, a wall part 212, and a flange part 213. An opening that opens in the x-axis direction (upward) is formed by the bottom portion 211, the wall portion 212, and the flange portion 213 (second curved portion 213b described later). The bottom part 211 is formed in a substantially rectangular plate shape. A wall portion 212 is integrally formed on the outer peripheral portion of the bottom portion 211. In other words, the wall portion 212 is continuously formed on the outer peripheral portion of the bottom portion 211.

図４及び図５に示すように、壁部２１２は、底部２１１の外周部を取り囲むように、底部２１１の外周部に一体に形成されている。壁部２１２は、壁本体部２１２ａと、第１湾曲部２１２ｂとを、有している。壁本体部２１２ａは、蓋部２２０と底部２１１との間に、配置される。壁本体部２１２ａは、底部２１１の外周部に沿い且つｘ軸方向に延びるように、構成されている。すなわち、壁本体部２１２ａは、底部２１１の外周部に沿った周方向Ｐ（図５を参照）に、連続的に形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the wall portion 212 is formed integrally with the outer peripheral portion of the bottom portion 211 so as to surround the outer peripheral portion of the bottom portion 211. The wall part 212 has a wall main body part 212a and a first bending part 212b. The wall main body portion 212 a is disposed between the lid portion 220 and the bottom portion 211. The wall body 212a is configured to extend along the outer periphery of the bottom 211 and in the x-axis direction. That is, the wall main body portion 212a is continuously formed in the circumferential direction P (see FIG. 5) along the outer peripheral portion of the bottom portion 211.

図４及び図５に示すように、壁本体部２１２ａの内周面２１２ｃは、連続的に構成されている。内周面２１２ｃは、底部２１１の外周部に沿った周方向Ｐにおいて、壁本体部２１２ａの内面を連続的に形成する。例えば、図５に示すように、壁本体部２１２ａの４個の隅角部は、曲線によって形成される。これにより、連続面は、周方向に閉じる面から、構成される。   As shown in FIG.4 and FIG.5, the internal peripheral surface 212c of the wall main-body part 212a is comprised continuously. The inner peripheral surface 212 c continuously forms the inner surface of the wall main body portion 212 a in the circumferential direction P along the outer peripheral portion of the bottom portion 211. For example, as shown in FIG. 5, the four corner portions of the wall main body 212a are formed by curves. Thereby, a continuous surface is comprised from the surface closed in the circumferential direction.

図４に示すように、第１湾曲部２１２ｂは、湾曲しており、壁本体部２１２ａと底部２１１とを、連結する。詳細には、第１湾曲部２１２ｂは、底部２１１の外周部から湾曲しながら壁本体部２１２ａに向けて延び、壁本体部２１２ａに接続されている。第１湾曲部２１２ｂの内側面及び外側面はＲ形状である。なお、第１湾曲部２１２ｂの内側面とは、マニホールド２００の内部空間を臨む面であり、第１湾曲部２１２ｂの外側面とは、マニホールド２００の外部を臨む面である。ここでは、第１湾曲部２１２ｂの内面の第１曲率半径Ｒ１が、例えば１．０ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下の範囲になるように、第１湾曲部２１２ｂは形成されている。   As shown in FIG. 4, the first bending portion 212 b is curved and connects the wall main body portion 212 a and the bottom portion 211. Specifically, the first bending portion 212b extends from the outer peripheral portion of the bottom portion 211 toward the wall main body portion 212a while being bent, and is connected to the wall main body portion 212a. The inner side surface and the outer side surface of the first curved portion 212b are R-shaped. The inner side surface of the first curved portion 212b is a surface that faces the internal space of the manifold 200, and the outer side surface of the first curved portion 212b is a surface that faces the outside of the manifold 200. Here, the first bending portion 212b is formed such that the first curvature radius R1 of the inner surface of the first bending portion 212b is in a range of, for example, 1.0 mm or more and 10 mm or less.

第１湾曲部２１２ｂは、壁本体部２１２ａと底部２１１とに、一体に形成されている。詳細には、第１湾曲部２１２ｂは、底部２１１側の壁本体部２１２ａに一体に形成され、且つ底部２１１の外周部に一体に形成されている。すなわち、図５に示すように、第１湾曲部２１２ｂは、底部２１１側の壁本体部２１２ａにおいて周方向Ｐに沿い且つ底部２１１の外周部を取り囲むように、壁本体部２１２ａと底部２１１とに連続的に形成されている。   The first curved portion 212b is formed integrally with the wall main body portion 212a and the bottom portion 211. Specifically, the first bending portion 212 b is formed integrally with the wall main body portion 212 a on the bottom portion 211 side, and is formed integrally with the outer peripheral portion of the bottom portion 211. That is, as shown in FIG. 5, the first bending portion 212 b is formed on the wall main body portion 212 a and the bottom portion 211 so as to extend along the circumferential direction P and surround the outer peripheral portion of the bottom portion 211 in the wall main body portion 212 a on the bottom portion 211 side. It is formed continuously.

図４及び図５に示すように、第１湾曲部２１２ｂの内面には、第１連続面２１２ｄが形成される。第１連続面２１２ｄは、底部２１１の外周部に沿った周方向Ｐにおいて、第１湾曲部２１２ｂの内面を連続的に形成する。例えば、ｘｙ断面（又はｘｚ断面）において上記の第１曲率半径Ｒ１を有する曲線を、周方向に連続的に形成することによって、第１連続面２１２ｄが形成される。これにより、第１連続面２１２ｄは、周方向に閉じる面から、構成される。   As shown in FIGS. 4 and 5, a first continuous surface 212d is formed on the inner surface of the first bending portion 212b. The first continuous surface 212d continuously forms the inner surface of the first curved portion 212b in the circumferential direction P along the outer peripheral portion of the bottom portion 211. For example, the first continuous surface 212d is formed by continuously forming the curve having the first curvature radius R1 in the xy section (or xz section) in the circumferential direction. Thus, the first continuous surface 212d is configured from a surface that is closed in the circumferential direction.

図４及び図５に示すように、上述した壁部２１２（壁本体部２１２ａ及び第１湾曲部２１２ｂ）は、１対の第１壁部２２２（１対の壁部の一例）と、１対の第２壁部２２３（図５を参照）とから、構成されている。ここで、１対の第１壁部２２２は、壁本体部２１２ａ及び第１湾曲部２１２ｂに含まれる。また、１対の第２壁部２２３は、壁本体部２１２ａ及び第１湾曲部２１２ｂに含まれる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the above-described wall portion 212 (the wall main body portion 212a and the first curved portion 212b) has a pair of first wall portions 222 (an example of a pair of wall portions) and a pair. The second wall portion 223 (see FIG. 5). Here, the pair of first wall portions 222 are included in the wall main body portion 212a and the first bending portion 212b. Further, the pair of second wall portions 223 are included in the wall main body portion 212a and the first bending portion 212b.

図４に示すように、１対の第１壁部２２２は、底部２１１の外周部からｘ軸方向（高さ方向）に延び、且つｙ軸方向（幅方向）において互いに対向している。また、開口側の第１壁部２２２、例えば第１壁部２２２の開口端２２２ａは、各セル１００と底部２１１との間に、配置される。詳細には、第１壁部２２２の開口端２２２ａは、ｘ軸方向において、各セル１００の両端部１００ａと底部２１１との間に、配置される。   As shown in FIG. 4, the pair of first wall portions 222 extends from the outer peripheral portion of the bottom portion 211 in the x-axis direction (height direction) and opposes each other in the y-axis direction (width direction). In addition, the opening-side first wall portion 222, for example, the opening end 222 a of the first wall portion 222 is disposed between each cell 100 and the bottom portion 211. Specifically, the opening end 222a of the first wall portion 222 is disposed between both end portions 100a and the bottom portion 211 of each cell 100 in the x-axis direction.

ここでは、図３及び図４に示すように、ｙ軸方向（マニホールド２００の幅方向・セル１００の幅方向）において、１対の第１壁部２２２の開口端２２２ａにおける外寸Ｗ１が、セル１００の外寸Ｗ２より小さくなるように、１対の第１壁部２２２は形成されている。これにより、１対の第１壁部２２２の開口端２２２ａの外面は、セル１００の１対の側面１００ｂ（支持基板１０の側面１０ｃ）の間に、配置される。なお、第１壁部２２２の開口端２２２ａは、鍔部２１３が湾曲を開始する部分に対応している。   Here, as shown in FIGS. 3 and 4, in the y-axis direction (the width direction of the manifold 200 and the width direction of the cell 100), the outer dimension W1 at the opening end 222a of the pair of first wall portions 222 is the cell The pair of first wall portions 222 are formed so as to be smaller than 100 outer dimensions W2. Thereby, the outer surface of the opening end 222a of the pair of first wall portions 222 is disposed between the pair of side surfaces 100b of the cell 100 (side surface 10c of the support substrate 10). The opening end 222a of the first wall portion 222 corresponds to a portion where the flange portion 213 starts to bend.

また、図３に示すように、１対の第１壁部２２２それぞれの外面を含む平面Ｈが、各セル１００に交わるように、第１壁部２２２は構成されている。詳細には、この平面Ｈが、ｙ軸方向における各セル１００の両端部１００ａに交わるように、１対の第１壁部２２２が形成されている。   Further, as shown in FIG. 3, the first wall portion 222 is configured such that a plane H including the outer surfaces of the pair of first wall portions 222 intersects each cell 100. Specifically, a pair of first wall portions 222 is formed so that this plane H intersects both end portions 100a of each cell 100 in the y-axis direction.

図１及び図５に示すように、１対の第２壁部２２３は、底部２１１の外周部からｘ軸方向（高さ方向）に延び、且つｚ軸方向（長手方向）において互いに対向している。第２壁部２２３は、底部２１１の外周部に沿った周方向Ｐ（図５を参照）において、第１壁部２２２と一体に形成されている。すなわち、第１壁部２２２及び第２壁部２２３は、周方向に連続的に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 5, the pair of second wall portions 223 extends from the outer peripheral portion of the bottom portion 211 in the x-axis direction (height direction) and faces each other in the z-axis direction (longitudinal direction). Yes. The second wall portion 223 is formed integrally with the first wall portion 222 in the circumferential direction P (see FIG. 5) along the outer peripheral portion of the bottom portion 211. That is, the first wall portion 222 and the second wall portion 223 are continuously formed in the circumferential direction.

なお、開口側の１対の第２壁部２２３は、鍔部２１３が湾曲を開始する部分に対応している。以下では、開口側の１対の第２壁部２２３それぞれを、第２壁部２２３の開口端と記す。   The pair of second wall portions 223 on the opening side corresponds to a portion where the collar portion 213 starts to bend. Hereinafter, each of the pair of second walls 223 on the opening side is referred to as an opening end of the second wall 223.

第１壁部２２２と第２壁部２２３との境界部２２４の内側面及び外側面は、Ｒ形状である。この境界部２２４の内側面及び外側面の曲率半径は、３〜３０ｍｍ程度とすることができる。なお、境界部２２４の内側面とは、マニホールド２００の内部空間を臨む面であり、境界部２２４の外側面とは、マニホールド２００の外側を臨む面である。   The inner side surface and the outer side surface of the boundary part 224 between the first wall part 222 and the second wall part 223 have an R shape. The radius of curvature of the inner and outer surfaces of the boundary portion 224 can be about 3 to 30 mm. The inner side surface of the boundary portion 224 is a surface facing the inner space of the manifold 200, and the outer surface of the boundary portion 224 is a surface facing the outer side of the manifold 200.

図４に示すように、鍔部２１３は、壁部２１２に設けられる。鍔部２１３は、壁部２１２から外方に延びている。鍔部２１３は、蓋部２２０を支持可能に構成されている。また、鍔部２１３は、各セル１００を支持可能に構成されている。   As shown in FIG. 4, the flange portion 213 is provided on the wall portion 212. The collar portion 213 extends outward from the wall portion 212. The collar part 213 is configured to be able to support the lid part 220. Moreover, the collar part 213 is comprised so that support of each cell 100 is possible.

具体的には、図４及び図５に示すように、鍔部２１３は、支持部２１３ａと、第２湾曲部２１３ｂとを、有している。支持部２１３ａは、蓋部２２０及び各セル１００（支持基板１０）を支持する。支持部２１３ａは、第２湾曲部２１３ｂに一体に形成される。詳細には、支持部２１３ａは、第２湾曲部２１３ｂを取り囲むように、第２湾曲部２１３ｂと連続的に形成されている。支持部２１３ａは、第２湾曲部２１３ｂから外方に延び、実質的に板状に形成されている。   Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the flange portion 213 includes a support portion 213a and a second bending portion 213b. The support part 213a supports the cover part 220 and each cell 100 (support substrate 10). The support portion 213a is formed integrally with the second bending portion 213b. Specifically, the support portion 213a is formed continuously with the second bending portion 213b so as to surround the second bending portion 213b. The support portion 213a extends outward from the second curved portion 213b and is substantially formed in a plate shape.

図４に示すように、第２湾曲部２１３ｂは、湾曲しており、支持部２１３ａと壁部２１２とを連結する。詳細には、第２湾曲部２１３ｂは、壁部２１２の開口端２１２ｅ（第１壁部２２２の開口端２２２ａ及び第２壁部２２３の開口端）から湾曲しながら外方に延び、支持部２１３ａに接続されている。例えば、第２湾曲部２１３ｂは、壁部２１２の開口端２１２ｅから湾曲しながら、各セル１００の両端部１００ａに向けて延び、支持部２１３ａに接続されている。ここでは、第２湾曲部２１３ｂの内面の第２曲率半径Ｒ２が、例えば１．０ｍｍ以上且つ８．０ｍｍ以下の範囲になるように、第２湾曲部２１３ｂは形成されている。   As shown in FIG. 4, the second bending portion 213 b is curved and connects the support portion 213 a and the wall portion 212. Specifically, the second curved portion 213b extends outward while curving from the opening end 212e of the wall portion 212 (the opening end 222a of the first wall portion 222 and the opening end of the second wall portion 223), and the support portion 213a. It is connected to the. For example, the second bending portion 213b extends from the opening end 212e of the wall portion 212 toward the both end portions 100a of each cell 100 while being bent, and is connected to the support portion 213a. Here, the second bending portion 213b is formed so that the second curvature radius R2 of the inner surface of the second bending portion 213b is in a range of, for example, 1.0 mm or more and 8.0 mm or less.

図４及び図５に示すように、第２湾曲部２１３ｂは、支持部２１３ａと壁部２１２とに、一体に形成されている。詳細には、第２湾曲部２１３ｂは、支持部２１３ａの内周部に一体に形成され、且つ壁部２１２の開口端２１２ｅに一体に形成されている。より詳細には、第２湾曲部２１３ｂは、支持部２１３ａの内周部において周方向Ｐに沿い且つ壁部２１２の開口端２１２ｅを取り囲むように、支持部２１３ａ及び壁部２１２に連続的に形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the second bending portion 213 b is formed integrally with the support portion 213 a and the wall portion 212. Specifically, the second bending portion 213b is formed integrally with the inner peripheral portion of the support portion 213a and is formed integrally with the opening end 212e of the wall portion 212. More specifically, the second curved portion 213b is continuously formed on the support portion 213a and the wall portion 212 so as to extend along the circumferential direction P and surround the opening end 212e of the wall portion 212 at the inner peripheral portion of the support portion 213a. Has been.

図４及び図５に示すように、第２湾曲部２１３ｂの内面には、第２連続面２１３ｃが形成される。第２連続面２１３ｃは、壁部２１２の開口端２１２ｅに沿った周方向（又は底部２１１の外周部に沿った周方向Ｐ）において、第２湾曲部２１３ｂの内面を連続的に形成する。例えば、ｘｙ断面（又はｘｚ断面）において上記の第２曲率半径Ｒ２を有する曲線を、周方向に連続的に形成することによって、第２連続面２１３ｃが形成される。これにより、第２連続面は、周方向に閉じる面から、構成される。   As shown in FIGS. 4 and 5, a second continuous surface 213c is formed on the inner surface of the second bending portion 213b. The second continuous surface 213c continuously forms the inner surface of the second curved portion 213b in the circumferential direction along the opening end 212e of the wall portion 212 (or the circumferential direction P along the outer peripheral portion of the bottom portion 211). For example, the second continuous surface 213c is formed by continuously forming the curve having the second curvature radius R2 in the xy cross section (or xz cross section) in the circumferential direction. Thereby, a 2nd continuous surface is comprised from the surface closed in the circumferential direction.

図３及び図４に示すように、蓋部２２０は、金属例えばステンレス鋼等から、構成されている。蓋部２２０は、本体部２１０に配置される。具体的には、蓋部２２０は、本体部２１０の鍔部２１３に配置される。より具体的には、蓋部２２０は、鍔部２１３の支持部２１３ａに配置される。そして、蓋部２２０が、固定手段例えば溶接により、鍔部２１３の支持部２１３ａに接合される。これにより、本体部２１０の開口部が、蓋部２２０によって塞がれ、本体部２１０に蓋部２２０が固定される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the lid 220 is made of a metal such as stainless steel. The lid part 220 is disposed on the main body part 210. Specifically, the lid part 220 is disposed on the collar part 213 of the main body part 210. More specifically, the lid portion 220 is disposed on the support portion 213a of the flange portion 213. And the cover part 220 is joined to the support part 213a of the collar part 213 by a fixing means, for example, welding. As a result, the opening of the main body 210 is closed by the lid 220, and the lid 220 is fixed to the main body 210.

この状態において、各セル１００が接合材３００によって蓋部２２０に接合されると、各セル１００は、鍔部２１３に支持される。詳細には、ｙ軸方向における各セル１００の両端部１００ａが、鍔部２１３の支持部２１３ａに接触し支持される。   In this state, when each cell 100 is bonded to the lid portion 220 by the bonding material 300, each cell 100 is supported by the flange portion 213. Specifically, both end portions 100a of each cell 100 in the y-axis direction are in contact with and supported by the support portion 213a of the flange portion 213.

上記のように、蓋部２２０が本体部２１０の開口部を塞ぐことによって、マニホールド２００には、内部空間Ｓ１が形成される（図４を参照）。すなわち、内部空間Ｓ１は、本体部２１０（底部２１１、壁部２１２、及び鍔部２１３）と蓋部２２０とによって、構成される。内部空間Ｓ１には、燃料ガスが導入される。   As described above, the lid portion 220 closes the opening of the main body portion 210, whereby an internal space S1 is formed in the manifold 200 (see FIG. 4). That is, the internal space S <b> 1 is configured by the main body part 210 (the bottom part 211, the wall part 212, and the flange part 213) and the lid part 220. Fuel gas is introduced into the internal space S1.

燃料ガスは、導入管２３０（図１を参照）を介して、外部から内部空間Ｓ１に導入される。導入管２３０は、金属例えばステンレス鋼等から、構成されている。導入管２３０は、マニホールド２００の本体部２１０に、接合・固定されている。   The fuel gas is introduced from the outside into the internal space S1 through the introduction pipe 230 (see FIG. 1). The introduction pipe 230 is made of a metal such as stainless steel. The introduction pipe 230 is joined and fixed to the main body 210 of the manifold 200.

上記の構成を有するマニホールド２００は、複数のセル１００（支持基板１０）を支持する。図３に示すように、マニホールド２００の蓋部２２０には、複数のセル挿入孔２２１が形成されている。各セル挿入孔２２１は、マニホールド２００の外側（外部空間）と内部空間Ｓ１とを連通するように、蓋部２２０をｘ軸方向（高さ方向）に貫通している。また、各セル挿入孔２２１は、ｚ軸方向（長手方向）に所定の間隔を隔てて形成されている。   The manifold 200 having the above configuration supports the plurality of cells 100 (supporting substrate 10). As shown in FIG. 3, a plurality of cell insertion holes 221 are formed in the lid portion 220 of the manifold 200. Each cell insertion hole 221 penetrates the lid portion 220 in the x-axis direction (height direction) so as to communicate the outside (external space) of the manifold 200 and the internal space S1. Each cell insertion hole 221 is formed at a predetermined interval in the z-axis direction (longitudinal direction).

各セル挿入孔２２１をマニホールド２００の外側（外部空間側）から見た場合（ｘ軸に沿って見た場合）、各セル挿入孔２２１は、一方向に長く形成され、且つ両端部が円弧状に形成されている。   When each cell insertion hole 221 is viewed from the outside (external space side) of the manifold 200 (when viewed along the x axis), each cell insertion hole 221 is formed long in one direction, and both ends are arc-shaped. Is formed.

ここでは、ｙ軸方向（各セルの挿入孔２２１の長手方向）における各セル挿入孔２２１の内寸が、１対の第１壁部２２２の開口端２２２ａにおける外寸Ｗ１より大きくなるように、各セル挿入孔２２１が形成されている。また、各セル挿入孔２２１の内寸Ａ１が、各セル１００の外寸Ｗ２より大きくなるように、各セル挿入孔２２１が形成されている。   Here, the inner dimension of each cell insertion hole 221 in the y-axis direction (longitudinal direction of the insertion hole 221 of each cell) is larger than the outer dimension W1 at the opening end 222a of the pair of first wall portions 222. Each cell insertion hole 221 is formed. Further, each cell insertion hole 221 is formed such that the inner dimension A1 of each cell insertion hole 221 is larger than the outer dimension W2 of each cell 100.

各セル挿入孔２２１には、各セル１００（支持基板１０）が配置される。詳細には、各セル１００の燃料ガス流路１１が内部空間Ｓ１に連通するように、各セル挿入孔２２１には、各セル１００の支持基板１０の流入側端部が、挿入される。ここで、各セル１００の両端部１００ａすなわち各支持基板１０の両端部は、マニホールド２００における本体部２１０の鍔部２１３（支持部２１３）に、接触させる。そして、各セル１００及びセル挿入孔２２１の間には、接合材３００が充填される（図３及び図４を参照）。これにより、各セル１００の両端部１００ａすなわち各支持基板１０の両端部は、蓋部２２０のセル挿入孔２２１に配置され、マニホールド２００における本体部２１０の鍔部２１３（支持部２１３）に、接触し支持される。
なお、図３及び図４では、接合材３００が、本体部２１０の鍔部２１３に接触するように表現されているが、接合材３００と鍔部２１３との間には、隙間が形成されていてもよい。 Each cell 100 (support substrate 10) is disposed in each cell insertion hole 221. Specifically, the inflow side end of the support substrate 10 of each cell 100 is inserted into each cell insertion hole 221 such that the fuel gas flow path 11 of each cell 100 communicates with the internal space S1. Here, both end portions 100 a of each cell 100, that is, both end portions of each support substrate 10 are brought into contact with the flange portions 213 (support portions 213) of the main body portion 210 in the manifold 200. The bonding material 300 is filled between each cell 100 and the cell insertion hole 221 (see FIGS. 3 and 4). Thereby, both end portions 100a of each cell 100, that is, both end portions of each support substrate 10 are arranged in the cell insertion holes 221 of the lid portion 220, and contact the flange portion 213 (support portion 213) of the main body portion 210 in the manifold 200. And supported.
In FIGS. 3 and 4, the bonding material 300 is expressed so as to come into contact with the flange portion 213 of the main body 210. However, a gap is formed between the bonding material 300 and the flange portion 213. May be.

接合材３００は、例えば、結晶化ガラスで構成される。結晶化ガラスとしては、例えば、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＣａＯ系、ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３系、又はＳｉＯ２−ＭｇＯ系のものが、用いられる。なお、結晶化ガラスとしては、ＳｉＯ２−ＭｇＯ系のものが最も好ましい。 The bonding material 300 is made of crystallized glass, for example. As the crystallized glass, for example, SiO 2 —B 2 O 3 type, SiO 2 —CaO type, MgO—B 2 O 3 type, or SiO 2 —MgO type is used. As the crystallized glass, it intended SiO 2 -MgO system is most preferred.

ここで用いられる結晶化ガラスは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合（結晶化度）が６０％以上であり、且つ全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が４０％未満のガラスである。なお、接合材３００の材料として、非晶質ガラス、ろう材、セラミックス等が採用されてもよい。   The crystallized glass used here has a ratio (crystallinity) of “volume occupied by the crystalline phase” to the total volume of 60% or more, and a ratio of “volume occupied by the amorphous phase and impurities” to the total volume. Is less than 40% glass. Note that amorphous glass, brazing material, ceramics, or the like may be employed as the material of the bonding material 300.

接合材３００は、マニホールド２００の内部空間Ｓ１の燃料ガスと、マニホールド２００及び複数のセル１００の外側の外部空間の空気との混合を、防止する。具体的には、接合材３００は、マニホールド２００と各セル１００との間の隙間に配置され、マニホールド２００と各セル１００とを接合する。これにより、接合材３００は、内部空間Ｓ１（燃料ガスに曝される空間）と外部空間（空気に曝される空間）とを区画する。すなわち、接合材３００は、シール材として機能する。   The bonding material 300 prevents mixing of the fuel gas in the internal space S1 of the manifold 200 and the air in the external space outside the manifold 200 and the plurality of cells 100. Specifically, the bonding material 300 is disposed in a gap between the manifold 200 and each cell 100 and joins the manifold 200 and each cell 100. Thus, the bonding material 300 partitions the internal space S1 (space exposed to the fuel gas) and the external space (space exposed to air). That is, the bonding material 300 functions as a sealing material.

＜スタック構造体の動作＞
上記のスタック構造体１は、例えば、次のように動作する。スタック構造体１では、高温（例えば、６００〜８００℃）の燃料ガス（水素ガス等）が、導入管２３０からマニホールド２００の内部空間Ｓ１へと導入される。すると、この燃料ガスが、各セル１００の燃料ガス流路１１に導入される。そして、燃料ガスが燃料ガス流路１１を通過すると、燃料ガス流路１１の排出側端部の排出口から外部へと排出される。一方で、空気（酸素を含むガス等）が、隣接するセル１００間の空間において、セル１００のｙ軸方向（支持基板１０のｙ軸方向（幅方向）に、通過する。 <Operation of stack structure>
The stack structure 1 operates as follows, for example. In the stack structure 1, high-temperature (for example, 600 to 800 ° C.) fuel gas (hydrogen gas or the like) is introduced from the introduction pipe 230 into the internal space S <b> 1 of the manifold 200. Then, this fuel gas is introduced into the fuel gas channel 11 of each cell 100. When the fuel gas passes through the fuel gas passage 11, the fuel gas is discharged from the discharge port at the discharge side end of the fuel gas passage 11 to the outside. On the other hand, air (such as a gas containing oxygen) passes in the y-axis direction of the cell 100 (y-axis direction (width direction) of the support substrate 10) in the space between the adjacent cells 100.

このように燃料ガス及び空気を移動させることによって、各発電素子部Ａでは、酸素分圧差すなわち電位差が、固体電解質膜の表裏面間に生じる。この状態で、セル１００が外部の負荷に電気的に接続されると、下記（１）、（２）式に示す電気化学反応が起こる。これにより、セル１００内にて電流が流れ、発電状態となる。この発電状態において、セル１００から電力が取り出される。   By moving the fuel gas and air in this manner, in each power generating element portion A, an oxygen partial pressure difference, that is, a potential difference is generated between the front and back surfaces of the solid electrolyte membrane. In this state, when the cell 100 is electrically connected to an external load, an electrochemical reaction represented by the following formulas (1) and (2) occurs. Thereby, an electric current flows in the cell 100, and it will be in a power generation state. In this power generation state, power is extracted from the cell 100.

（１／２）・Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２ − （於：空気極） …（１）
Ｈ２＋Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ− （於：燃料極） …（２） (1/2) · O 2 + 2e − → O 2 − (in the air electrode) (1)
H 2 + O 2 − → H 2 O + 2e − (in the fuel electrode) (2)

＜まとめ＞
上記実施形態は、下記のように表現可能である。 <Summary>
The above embodiment can be expressed as follows.

（１）マニホールド２００は、セル１００に燃料ガスを供給するためのものである。マニホールド２００は、本体部２１０と、蓋部２２０とを、備える。本体部２１０は、底部２１１と、壁部２１２とを、有する。壁部２１２は、底部２１１の外周部を取り囲み且つ底部２１１の外周部から延びる。すなわち、本体部２１０は、壁部２１２の先端側が開口している。蓋部２２０は、開口を塞ぐ。ここで、壁部２１２は、壁部２１２本体と、第１湾曲部２１２ｂとを、有する。第１湾曲部２１２ｂは、壁部２１２本体及び底部２１１の外周部を連結する。第１湾曲部２１２ｂは、底部２１１の外周部に沿った周方向に連続して形成される第１連続面２１２ｄを、有する。   (1) The manifold 200 is for supplying fuel gas to the cell 100. The manifold 200 includes a main body part 210 and a lid part 220. The main body part 210 includes a bottom part 211 and a wall part 212. The wall portion 212 surrounds the outer peripheral portion of the bottom portion 211 and extends from the outer peripheral portion of the bottom portion 211. That is, the front end side of the wall portion 212 of the main body portion 210 is open. The lid part 220 closes the opening. Here, the wall part 212 has the wall part 212 main body and the 1st curved part 212b. The first bending portion 212 b connects the outer peripheral portion of the wall portion 212 main body and the bottom portion 211. The first curved portion 212 b has a first continuous surface 212 d formed continuously in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion 211.

マニホールド２００では、第１湾曲部２１２ｂにおいて、第１連続面２１２ｄが、底部２１１の外周部に沿った周方向に連続的に形成されているので、燃料ガスを、底部２１１の隅角部に滞留させることなく、セル１００へとスムーズに案内することができる。   In the manifold 200, the first continuous surface 212 d is formed continuously in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion 211 in the first curved portion 212 b, so that the fuel gas stays in the corner portion of the bottom portion 211. It is possible to smoothly guide to the cell 100 without making it.

（２）マニホールド２００では、底部２１１及び壁部２１２が含まれる断面において、第１湾曲部２１２ｂは湾曲していることが好ましい。このように第１湾曲部２１２ｂを湾曲させることによって、燃料ガスを底部２１１からセル１００へとスムーズに案内することができる。   (2) In the manifold 200, the first curved portion 212b is preferably curved in the cross section including the bottom portion 211 and the wall portion 212. Thus, by curving the first bending portion 212b, the fuel gas can be smoothly guided from the bottom portion 211 to the cell 100.

（３）マニホールド２００では、第１湾曲部２１２ｂの第１曲率半径Ｒ１は、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。このように第１湾曲部２１２ｂの第１曲率半径Ｒ１を設定することによって、燃料ガスを底部２１１からセル１００へとスムーズ且つ効果的に案内することができる。   (3) In the manifold 200, the first radius of curvature R1 of the first curved portion 212b is preferably in the range of 1.0 mm to 10 mm. Thus, by setting the first radius of curvature R1 of the first curved portion 212b, the fuel gas can be smoothly and effectively guided from the bottom portion 211 to the cell 100.

（４）マニホールド２００では、本体部２１０が、開口側の壁部２１２に設けられる鍔部２１３を、さらに有することが好ましい。鍔部２１３は、蓋部２２０を支持する支持部２１３ａと、支持部２１３ａ及び壁部２１２を連結する第２湾曲部２１３ｂとを、有する。第２湾曲部２１３ｂは、周方向に連続して形成される第２連続面２１３ｃを、有する。   (4) In the manifold 200, it is preferable that the main body part 210 further has a flange part 213 provided on the wall part 212 on the opening side. The flange portion 213 includes a support portion 213a that supports the lid portion 220, and a second bending portion 213b that connects the support portion 213a and the wall portion 212. The second bending portion 213b has a second continuous surface 213c formed continuously in the circumferential direction.

この場合、第２湾曲部２１３ｂにおいて、第２連続面２１３ｃが、底部２１１の外周部に沿った周方向に連続的に形成されているので、燃料ガスを、セル１００へとスムーズに案内することができる。   In this case, in the second curved portion 213b, the second continuous surface 213c is continuously formed in the circumferential direction along the outer peripheral portion of the bottom portion 211, so that the fuel gas can be smoothly guided to the cell 100. Can do.

（５）マニホールド２００では、鍔部２１３及び壁部２１２が含まれる断面において、第２湾曲部２１３ｂは湾曲していることが好ましい。このように第２湾曲部２１３ｂを湾曲させることによって、燃料ガスをセル１００にスムーズに案内することができる。   (5) In the manifold 200, it is preferable that the 2nd bending part 213b is curving in the cross section in which the collar part 213 and the wall part 212 are included. Thus, by curving the second bending portion 213b, the fuel gas can be smoothly guided to the cell 100.

（６）マニホールド２００では、第２湾曲部２１３ｂの第２曲率半径Ｒ２が、１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。このように第２湾曲部２１３ｂの第２曲率半径Ｒ２を設定することによって、燃料ガスをセル１００にスムーズ且つ効果的に案内することができる。   (6) In the manifold 200, it is preferable that the 2nd curvature radius R2 of the 2nd curved part 213b is the range of 1.0 mm or more and 8.0 mm or less. Thus, by setting the second radius of curvature R2 of the second curved portion 213b, the fuel gas can be smoothly and effectively guided to the cell 100.

（７）燃料電池のスタック構造体１は、上記の（１）から（６）のいずれかのマニホールド２００と、マニホールド２００にガスを供給するセル１００とを、備える。スタック構造体は、上記の（１）から（６）のいずれかのマニホールド２００を、備えているので、上記と同様の効果を得ることができる。   (7) The fuel cell stack structure 1 includes the manifold 200 of any one of the above (1) to (6) and the cell 100 that supplies gas to the manifold 200. Since the stack structure includes the manifold 200 of any one of the above (1) to (6), the same effect as described above can be obtained.

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 <Other embodiments>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

（Ａ）前記実施形態では、壁部２１２（壁本体部２１２ａ）が、底部２１１から高さ方向（ｘ軸方向）に向かって延びる場合の例を示したが、壁部２１２（壁本体部２１２ａ）が延びる方向は、前記実施形態に限定されない。例えば、図６に示すように、壁部２１２（壁本体部２１２ａ）が、底部２１１に対して傾斜するように、マニホールド２００を構成してもよい。すなわち、第１壁部２２２及び第２壁部２２３は、上方に向かって外方に広がるように傾斜されていてもよい。特に限定されるものではないが、例えば、第１壁部２２２及び第２壁部２２３と、底部２１１とがなす角度αは、９０．１〜１３５°程度とすることができる。このように第１壁部２２２及び第２壁部２２３が傾斜しているため、マニホールド２００の内部空間を底部２１１と平行な面（ｙｚ平面）で切断した断面積は、上方にいくにつれて大きくなる。また、マニホールド２０の内部空間を、底部２１１に垂直で幅方向（ｙ軸方向）に延びる面（ｘｙ平面）で切断した断面は、台形状となっている。また、マニホールド２０の内部空間を、底部２１１に垂直で奥行方向（ｚ軸方向）に延びる面（ｘｚ平面）で切断した断面は、台形状となっている。   (A) In the above-described embodiment, an example in which the wall portion 212 (wall body portion 212a) extends from the bottom portion 211 in the height direction (x-axis direction) has been described, but the wall portion 212 (wall body portion 212a). ) Is not limited to the above embodiment. For example, as shown in FIG. 6, the manifold 200 may be configured such that the wall portion 212 (wall body portion 212 a) is inclined with respect to the bottom portion 211. That is, the first wall portion 222 and the second wall portion 223 may be inclined so as to spread outward. Although not particularly limited, for example, the angle α formed by the first wall portion 222 and the second wall portion 223 and the bottom portion 211 can be about 90.1 to 135 °. Since the first wall portion 222 and the second wall portion 223 are inclined as described above, a cross-sectional area obtained by cutting the internal space of the manifold 200 along a plane parallel to the bottom portion 211 (yz plane) increases as it goes upward. . A cross section obtained by cutting the internal space of the manifold 20 with a plane (xy plane) perpendicular to the bottom 211 and extending in the width direction (y-axis direction) has a trapezoidal shape. Moreover, the cross section which cut | disconnected the internal space of the manifold 20 with the surface (xz plane) perpendicular | vertical to the bottom part 211 and extending in a depth direction (z-axis direction) becomes trapezoid.

この場合においても、セル１００の幅方向（ｙ軸方向）において、開口側の本体部２１０の外寸Ｗ１は、セル１００の外寸Ｗ２より小さい。この場合、例えば、１対の第１壁部２２２の開口端２２２ａの間隔は、１対の第１壁部２２２の底部２１１側の間隔より大きい。また、１対の第２壁部２２３の開口端の間隔は、１対の第２壁部２２３の底部２１１側の間隔より大きい。このように構成すると、本体部２１０の内部の燃料ガスを、各セル１００によりスムーズに案内することができる。   Also in this case, the outer dimension W1 of the opening-side main body 210 is smaller than the outer dimension W2 of the cell 100 in the width direction of the cell 100 (y-axis direction). In this case, for example, the distance between the opening ends 222 a of the pair of first wall portions 222 is larger than the distance on the bottom portion 211 side of the pair of first wall portions 222. Further, the distance between the opening ends of the pair of second wall portions 223 is larger than the distance on the bottom 211 side of the pair of second wall portions 223. If comprised in this way, the fuel gas inside the main-body part 210 can be smoothly guided by each cell 100. FIG.

マニホールド、及び燃料電池のスタック構造体に広く適用可能である。   The present invention can be widely applied to manifolds and fuel cell stack structures.

１ 燃料電池のスタック構造体
２００ マニホールド
１００ セル
１００ａ セルの両端部
２１０ 本体部
２２０ 蓋部
２１１ 底部
２１２ 壁部
２１２ａ 壁本体部
２１２ｂ 第１湾曲部
２１３ 鍔部
２１３ａ 支持部
２１３ｂ 第２湾曲部
２１３ｃ 第２連続面
２２２ 第１壁部
２２３ 第２壁部
Ｈ 第１壁部の外面を含む平面
Ｒ１ 第１曲率半径
Ｒ２ 第２曲率半径
Ｗ１ 開口側の本体部の外寸
Ｗ２ セル１００の外寸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell stack structure 200 Manifold 100 Cell 100a Cell both ends 210 Main body part 220 Cover part 211 Bottom part 212 Wall part 212a Wall main body part 212b 1st bending part 213 ridge part 213a Support part 213b 2nd bending part 213c 2nd Continuous surface 222 First wall portion 223 Second wall portion H A plane including the outer surface of the first wall portion R1 First radius of curvature R2 Second radius of curvature W1 Outer size of main body portion on opening side W2 Outer size of cell 100

Claims (8)

燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドであって、
底部と、前記底部の外周部を取り囲み且つ前記底部の外周部から延びる壁部とを有し、
前記壁部の先端側が開口する本体部と、
前記開口を塞ぐ蓋部と、
を備え、
前記壁部は、壁本体部と、前記壁本体部及び前記底部の外周部を連結する第１湾曲部とを、有し、
前記第１湾曲部は、前記底部の外周部に沿った周方向において内側面を連続して形成される第１連続面を、有し、
前記本体部は、前記開口側の前記壁部に設けられ、前記開口から外方に延びる鍔部を、さらに有し、
前記鍔部は、前記蓋部を支持する支持部と、前記支持部及び前記壁部を連結する第２湾曲部とを、有し、
前記第２湾曲部は、前記周方向において内側面を連続して形成される第２連続面を、有し、
前記底部及び前記壁部が含まれる断面において、前記第１湾曲部は円弧状に湾曲し、
前記鍔部及び前記壁部が含まれる断面において、前記第２湾曲部は円弧状に湾曲している、マニホールド。
A manifold for supplying fuel gas to a fuel cell,
A bottom and a wall that surrounds the outer periphery of the bottom and extends from the outer periphery of the bottom;
A main body that opens at the front end side of the wall;
A lid for closing the opening;
With
The wall portion includes a wall main body portion, and a first curved portion that connects the outer peripheral portion of the wall main body portion and the bottom portion,
The first curved section, a first continuous surface formed continuously Oite inner surface has circumferentially along the outer peripheral portion of the bottom possess,
The main body is further provided with a flange provided on the wall on the opening side and extending outward from the opening;
The collar part includes a support part that supports the lid part, and a second bending part that connects the support part and the wall part,
The second bending portion has a second continuous surface formed continuously from the inner surface in the circumferential direction,
In the cross section including the bottom portion and the wall portion, the first curved portion is curved in an arc shape,
The manifold , wherein the second curved portion is curved in an arc shape in a cross section including the flange portion and the wall portion .
前記第１湾曲部の第１曲率半径は、１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲である、請求項１に記載のマニホールド。
2. The manifold according to claim 1 , wherein a first radius of curvature of the first curved portion is in a range of 1.0 mm or more and 10 mm or less.
前記第２湾曲部の第２曲率半径は、１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下の範囲である、請求項１または２に記載のマニホールド。
The manifold according to claim 1 or 2 , wherein a second radius of curvature of the second curved portion is in a range of 1.0 mm or greater and 8.0 mm or less.
前記壁部は、対向する一対の第１壁部と、対向する一対の第２壁部と、を有し、
前記各第１壁部と前記各第２壁部との境界部の内側面及び外側面の少なくとも一方は、
円弧状に湾曲している、請求項１から３のいずれかに記載のマニホールド。
The wall portion has a pair of opposed first wall portions and a pair of opposed second wall portions,
At least one of an inner surface and an outer surface of a boundary portion between each first wall portion and each second wall portion is:
That are curved in an arc shape, the manifold according to any one of claims 1 to 3.
前記壁部は、上方に向かって外方に広がるように傾斜する、請求項１から４のいずれかに記載のマニホールド。
The manifold according to any one of claims 1 to 4 , wherein the wall portion is inclined so as to spread outward.
前記底部の内側面は、平坦面である、請求項１から５のいずれかに記載のマニホールド。The manifold according to claim 1, wherein an inner surface of the bottom portion is a flat surface.
前記壁本体部の内側面は、平坦面である、請求項１から６のいずれかに記載のマニホールド。The manifold according to any one of claims 1 to 6, wherein an inner side surface of the wall main body portion is a flat surface.
請求項１から７のいずれか１項に記載のマニホールドと、
前記マニホールドから燃料ガスが供給される燃料電池セルと、
を備える燃料電池のスタック構造体。
The manifold according to any one of claims 1 to 7 ,
A fuel battery cell to which fuel gas is supplied from the manifold;
A stack structure of a fuel cell comprising:
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