单元堆装置、模块以及模块收容装置的制作方法

本发明涉及单元堆装置、模块以及模块收容装置。

背景技术：

近年来，作为下一代能源，提出有各种将排列多个燃料电池单元所得的燃料电池单元堆装置收纳在收纳容器内而成的燃料电池模块、以及将燃料电池模块收纳在外装壳体内而成的燃料电池装置，其中，燃料电池单元是能够使用燃料气体(含氢气体)和含氧气体(空气)来获得电力的电池的一种(例如参照专利文献1)。

另外，还提出有将排列多个电解单元所得的电解单元堆装置收纳在收纳容器内而成的电解模块、以及将电解模块收纳在外装壳体内而成的电解装置，其中，电解单元通过赋予水蒸气和电压并对水蒸气(水)进行电分解来生成氢和氧(o2)(例如参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2007-59377号公报

专利文献2：日本特开2013-103119号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

然而，燃料电池单元堆装置中的各燃料电池单元被供给燃料气体，电解装置中的各电解单元被供给水蒸气。这些燃料电池单元或电解单元借助密封件而固定在用于将燃料气体或水蒸气供给至燃料电池单元或电解单元的歧管上。但是，在该密封件上会产生裂纹等，由此产生气体泄漏这样的问题。

为此，本发明提供一种能够抑制该密封件的裂纹且提高了长期可靠性的单元堆装置、具备该单元堆装置的模块以及模块收容装置。

用于解决技术问题的方案

本发明的单元堆装置的特征在于，具备：单元堆，其通过排列多个单元而成；歧管，其通过密封件来固定所述单元的一端，且用于向所述单元供给反应气体；以及端部导电构件，其配置在所述单元堆的所述单元的排列方向上的端部，且用于抑制所述单元的变形，该端部导电构件的所述歧管侧的一端与所述歧管分离。

本发明的单元堆装置的特征在于，具备：单元堆，其通过排列多个单元而成；第一歧管，其通过密封件来固定所述单元的一端，且用于向所述单元供给气体；第二歧管，其通过密封件来固定所述单元的另一端，且用于回收从所述单元排出的气体；以及端部导电构件，其配置在所述单元堆的所述单元的排列方向上的端部，且用于抑制所述单元的变形，该端部导电构件的所述第一歧管侧的一端与所述第一歧管分离，或者该端部导电构件的所述第二歧管侧的另一端与所述第二歧管分离，或者该端部导电构件的一端及另一端与所述第一歧管及所述第二歧管均分离。

另外，本发明的模块的特征在于，通过在收纳容器内收纳上述记载的单元堆装置而成。

此外，本发明的模块收容装置的特征在于，通过在外装壳体内收纳上述记载的模块和用于进行该模块的运转的辅助设备而成。

发明效果

本发明的单元堆装置构成为，在单元的排列方向上的端部配置的端部导电构件的歧管侧的一端与歧管分离，因此，能够实现可抑制密封件的裂纹且提高了长期可靠性的单元堆装置。

本发明的单元堆装置构成为，在单元的排列方向上的端部配置的端部导电构件的第一歧管侧的一端与第一歧管分离，或者该端部导电构件的第二歧管侧的另一端与第二歧管分离，或者该端部导电构件的一端及另一端与第一歧管及第二歧管均分离，因此，能够实现可抑制密封件的裂纹且提高了长期可靠性的单元堆装置。

另外，本发明的模块通过在收纳容器内收纳上述的单元堆装置而成，因此能够实现提高了长期可靠性的模块。

此外，本发明的模块收容装置通过收纳上述的模块和用于进行该模块的运转的辅助设备而成，因此能够实现提高了长期可靠性的模块收容装置。

附图说明

图1是示出具备使用燃料电池单元的本实施方式的燃料电池单元堆装置的一例的燃料电池模块的外观立体图。

图2是图1所示的燃料电池模块的剖视图。

图3截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的一例的一部分而示出，(a)是侧视图，(b)是主视图。

图4是截取图1所示的本实施方式的燃料电池单元堆装置的一部分而示出的剖视图。

图5截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的另一例的一部分而示出，(a)是侧视图，(b)是主视图。

图6是截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的另一例的一部分而示出的主视图。

图7是示出本实施方式的电解单元堆装置的一例的外观立体图。

图8的(a)是图7所示的电解单元堆装置的侧面侧的剖视图，(b)是截取(a)所示的虚线部分而示出的剖视图。

图9截取本实施方式的电解单元堆装置的另一例的一部分而示出，(a)是侧视图，(b)是主视图。

图10是截取本实施方式的电解单元堆装置的另一例的一部分而示出的主视图。

图11是示出本实施方式的电解单元堆装置的另一例的剖视图。

图12是概要性示出本实施方式的燃料电池装置的一例的分解立体图。

具体实施方式

使用图1～12对单元堆(cellstack)装置、模块以及模块收容装置进行说明。需要说明的是，单元在意思上包含燃料电池单元、电解单元这两方。另外，单元堆装置在意思上包含燃料电池单元堆装置、电解单元堆装置这两方。另外，模块在意思上包含燃料电池模块、电解模块这两方。另外，模块收容装置在意思上包含燃料电池装置、电解装置这两方。

图1是示出使用燃料电池单元的本实施方式的燃料电池模块的一例的外观立体图，图2是图1的剖视图。需要说明的是，在以后的附图中，针对相同的构件标注相同的附图标记。

在图1所示的燃料电池模块1中，在收纳容器2的内部收纳有具备两个单元堆5的燃料电池单元堆装置12，该单元堆5如下形成：将燃料电池单元3以竖立设置的状态排列成一列，该燃料电池单元3在内部具有供燃料气体从一端向另一端流通的气体流路(未图示)，相邻的燃料电池单元3之间经由导电构件(图1中未图示)而串联地电连接，并且将燃料电池单元3的下端利用玻璃密封件等绝缘性粘接件(未图示)固定在歧管4上。

另外，在单元堆5的上方，配置有用于生成向燃料电池单元3供给的燃料气体的改性器6。需要说明的是，在单元堆5的端部，配置有具有导电部的端部导电构件(图1中未图示)，该端部导电构件用于将通过单元堆5(燃料电池单元3)的发电而产生的电聚集并引出至外部。

需要说明的是，在图1中示出了燃料电池单元堆装置12具备两个单元堆5的情况，但可以适当变更个数，例如也可以仅具备一个单元堆5。另外，燃料电池单元堆装置12也可以为包含改性器6的结构。

需要说明的是，如后所述，歧管4具备：贮存向燃料电池单元3供给的燃料气体、且上表面具有开口部的气体壳体；以及在内侧固定燃料电池单元3且被固定于气体壳体的框体。

另外，在图1中，作为燃料电池单元3，例示出在内部具有多个供燃料气体沿长度方向流通的燃料气体流路的中空平板型、通过在具有燃料气体流路的支承体的表面上依次层叠内侧电极层、固体电解质层以及外侧电极层而成的固体氧化物形式的燃料电池单元3。燃料电池单元3的结构如后述。

另外，在本实施方式的燃料电池装置中，燃料电池单元3例如也可以为平板型、圆筒型，与此对应地也可以适当变更收纳容器2的形状。

另外，在图1所示的改性器6中，对经由原燃料供给管10供给的天然气体、灯油等原燃料进行改性而生成燃料气体。需要说明的是，改性器6优选为能够进行高效的作为改性反应的水蒸气改性的构造，具备用于使水气化的气化部7、以及配置有用于将原燃料改性为燃料气体的改性催化剂(未图示)的改性部8。而且，由改性器6生成的燃料气体经由燃料气体流通管9供给至歧管4，并通过歧管4供给至设于燃料电池单元3的内部的燃料气体流路。

另外，在图1中示出卸下收纳容器2的一部分(前后面)、并将收纳于内部的燃料电池单元堆装置12向后方取出的状态。在此，在图1所示的燃料电池模块1中，能够将燃料电池单元堆装置12以滑动的方式收纳在收纳容器2内。

需要说明的是，在收纳容器2的内部配置有含氧气体导入构件11，该含氧气体导入构件11配置在并排配置于歧管4的单元堆5之间，以使含氧气体在燃料电池单元3的侧方从下端部朝向上端部流动。

如图2所示，构成燃料电池模块1的收纳容器2呈具有内壁13和外壁14的双重构造，由外壁14形成收纳容器2的外框，并且由内壁13形成用于收纳燃料电池单元堆装置12的发电室15。此外，在收纳容器2中，将内壁13与外壁14之间作为供向燃料电池单元3导入的含氧气体流通的含氧气体流路21。

在此，在收纳容器2内的上部，设置有用于使含氧气体向上端侧流入的含氧气体流入口(未图示)和凸缘部25。另外，在下端部设置有用于向燃料电池单元3的下端部导入含氧气体的含氧气体流出口16的含氧气体导入构件11从收纳容器2的上部贯穿内壁13而插入到收纳容器2内并被固定。需要说明的是，在凸缘部25与内壁13之间配置有隔热构件17。

需要说明的是，在图2中，含氧气体导入构件11被配置为，位于在收纳容器2的内部并排配置的两个单元堆5之间，但可以根据单元堆5的数量适当进行配置。例如，在收纳容器2内仅收纳有一个单元堆5的情况下，可以设置两个含氧气体导入构件11，并以从两侧面侧夹入单元堆5的方式配置。

另外，在发电室15内适当设置有用于将模块1内的温度维持为高温的隔热构件17，以避免燃料电池模块1内的热极端地发散而使燃料电池单元3(单元堆5)的温度下降，从而导致发电量降低。

隔热构件17优选配置在单元堆5的附近，尤其是优选沿着燃料电池单元3的排列方向而配置在单元堆5的侧面侧，并且，配置宽度与单元堆5的侧面的沿着燃料电池单元3的排列方向的宽度相等或者具有更宽的宽度的隔热构件17。需要说明的是，优选在单元堆5的两侧面侧配置隔热构件17。由此，能够有效地抑制单元堆5的温度下降。此外，能够抑制由含氧气体导入构件11导入的含氧气体从单元堆5的侧面侧排出，能够促进构成单元堆5的燃料电池单元3之间的含氧气体的流动。需要说明的是，在单元堆5的两侧面侧配置的隔热构件17设置有开口部18，该开口部18用于调整向燃料电池单元3供给的含氧气体的流动，并降低单元堆5的长度方向以及燃料电池单元3的层叠方向上的温度分布。

另外，在沿着燃料电池单元3的排列方向的内壁13的内侧设置有废气用内壁19，内壁13与废气用内壁19之间成为供发电室15内的废气从上方朝向下方流动的废气流路22。需要说明的是，废气流路22与设于收纳容器2的底部的排气孔20连通。另外，在废气用内壁19的单元堆5侧也设置有隔热构件17。

由此构成为，伴随着燃料电池模块1的运行(起动处理时、发电时、停止处理时)而产生的废气流过废气流路22之后从排气孔20排出。需要说明的是，排气孔20可以通过将收纳容器2的底部的一部分切掉而形成，并且还可以通过设置管状的构件而形成。

需要说明的是，用于测定单元堆5附近的温度的热电偶24以其测温部23位于燃料电池单元3的长度方向的中央部且燃料电池单元3的排列方向上的中央部的方式配置在含氧气体导入构件11的内部。

另外，在上述结构的燃料电池模块1中，通过使燃料电池单元3中的燃料气体流路所排出的未用于发电的燃料气体和含氧气体在燃料电池单元3的上端与改性器6之间燃烧，从而能够使燃料电池单元3的温度上升并维持。并且，能够对配置在燃料电池单元3(单元堆5)的上方的改性器6进行加热，能够利用改性器6高效地进行改性反应。需要说明的是，在通常发电时，伴随着上述燃烧、燃料电池单元3的发电，燃料电池模块1内的温度成为500～1000℃左右。

图3截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的一例的一部分而示出，(a)是侧视图，(b)是主视图，图4是截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的一部分而示出的剖视图。

如图3、图4所示，燃料电池单元3的一端部(图3的下端部)被框体27包围，利用在框体27的内侧填充的密封件39来固定燃料电池单元3的下端部的外周。即，单元堆5构成为，在框体27的内侧将多个燃料电池单元3排成一列并经由导电构件26a连接各燃料电池单元3以进行收容，利用密封件39将各燃料电池单元3粘接在框体27上。需要说明的是，该框体27的内侧成为固定部。另外，密封件39优选使用具有耐热性和绝缘性的材料，例如能够使用玻璃等。

端部导电构件29配置在单元堆5的燃料电池单元3的排列方向上的端部，用于抑制燃料电池单元3的变形。这里所说的端部可以是两端部，也可以仅是一方的端部或另一方的端部中的任一方。

另外，在位于单元堆5的最外侧的燃料电池单元3上，经由配置在该单元3的外侧的导电构件26b而连接端部导电构件29。

如图3所示，为了将燃料电池单元3电连接而夹设的导电构件用标号26a示出，位于单元堆5的最外侧的导电构件用标号26b示出。

另外，在图3所示的例子中，端部导电构件29与导电构件26b不同，呈平板形状。由此，端部导电构件29能够以较宽的面积从导电构件26b中取出电流。

另外，优选端部导电构件29构成为，其一端(下端)位于导电构件26b的下端以下，而另一端(上端)位于导电构件26b的上端以上。由此，端部导电构件29以较宽的接触面积与导电构件26b连接。因此，端部导电构件29能够以较宽的面积从导电构件26b中取出电流。

端部导电构件29与导电构件26b电连接，且具有向单元堆5的外侧突出的导电部30。该导电部30的端部与歧管4分离。需要说明的是，尽管未图示，但也可以在端部导电构件29的外侧设置保护罩，用以保护端部导电构件29以及单元堆5不与配置在单元堆5的周围的隔热件接触或者免受来自外部的冲击。

另一方面，构成歧管4的气体壳体31在上表面具有向燃料电池单元3的气体流路供给气体的开口部32，环状的框体27的一端部以包围气体壳体31的开口部32的方式插入到形成为环状的槽部中并通过密封件39进行固定，以使得单元堆5堵塞开口部32。由此，燃料电池单元3的气体流路33以外的部分被气密地密封。

在该结构中，能够在将单元堆5连接到气体壳体31之前，另行利用密封件39将燃料电池单元3的一端部粘接于框体27，然后将框体27粘接于气体壳体31进行密封。

以下，对构成单元堆装置12的燃料电池单元3进行说明。

如图4所示，燃料电池单元3形成为在具有一对对置的平坦面的柱状的导电性支承基板32(以下有时略称为支承基板32)的一方的平坦面上依次层叠内侧电极层33、固体电解质层34以及外侧电极层35而成的柱状(中空平板状等)。在该导电性支承基板32设置有供气体在内部流动的气体流路38，在图4中示出设置有六个气体流路的例子。在图4所示的例子中，将内侧电极层33作为燃料侧电极层且将外侧电极层35作为空气侧电极层来进行说明。

需要说明的是，在图4所示的例子的燃料电池单元3中，针对将内侧电极层33作为燃料侧电极层且将外侧电极层35作为空气侧电极层的燃料电池单元进行了说明，但也可以为将内侧电极层33作为空气侧电极层且将外侧电极层35作为燃料侧电极层、并且使含氧气体在气体流路38中流动的结构的燃料电池单元3。

另外，在燃料电池单元3的另一方的平坦面上设置有互连器(interconnector)36，在互连器36的外表面(上表面)设置有p型半导体层37。经由p型半导体层37使导电构件26a与互连器36连接，由此两者的接触成为欧姆接触，能够减少电位下降并有效地避免集电性能的下降。需要说明的是，在图4中省略了端部导电构件29的记载。另外，也可以是支承基板兼具燃料侧电极层、在其表面上依次层叠固体电解质层以及空气侧电极层来构成单元。

燃料侧电极层33可以使用通常公知的材料，可以由多孔质的导电性陶瓷、例如固溶有稀土类元素的zro2(称为稳定化氧化锆，也包括部分稳定化氧化锆)、以及ni和/或nio形成。

固体电解质层34具有作为进行燃料侧电极层33、空气侧电极层35之间的电子架桥的电解质的功能，同时为了防止燃料气体与含氧气体的泄漏而必须具有气体阻隔性，由固溶有3～15摩尔％的稀土类元素的zro2形成。需要说明的是，只要具有上述特性，则也可以使用其他的材料等形成。

空气侧电极层35只要是通常使用的材料即可，没有特别限制，例如可以由所谓的abo3型的钙钛矿型氧化物所构成的导电性陶瓷形成。空气侧电极层35必须具有气体透过性，优选开气孔率为20％以上，尤其优选在30～50％的范围内。

作为支承基板32，要求具有气体透过性，以使燃料气体透过直到燃料侧电极层33，还要求具有导电性，以经由互连器36进行集电。因此，作为支承基板32，可以使用导电性陶瓷、金属陶瓷等。当制造单元3时，在通过与燃料侧电极层33或固体电解质层34同时烧成来制造支承基板32的情况下，优选由铁族金属成分和特定稀土类氧化物来形成支承基板32。另外，在图3所示的燃料电池单元3中，柱状(中空平板状)的支承基板32是在竖立设置方向上细长地延伸的板状片，具有平坦的两面和半圆形状的两侧面。另外，为了具备气体透过性，优选支承基板32的开气孔率为30％以上，尤其优选在35～50％的范围内，而且还优选支承基板32的导电率为300s/cm以上，尤其优选为440s/cm以上。另外，支承基板32的形状是柱状即可，也可以为圆筒状。

作为p型半导体层37，能够例示出由过度金属钙钛矿型氧化物构成的层。具体而言，可以使用电子传导性比构成互连器36的材料大的材料，例如可以使用由在b位点存在mn、fe、co等的lamno3系氧化物、lafeo3系氧化物、lacoo3系氧化物等中的至少一种构成的p型半导体陶瓷。这种p型半导体层37的厚度通常优选在30～100μm的范围内。

如上所述，互连器36优选使用铬酸镧系的钙钛矿型氧化物(lacro3系氧化物)或者镧锶钛系的钙钛矿型氧化物(lasrtio3系氧化物)。这些材料具有导电性，并且即使与燃料气体(含氢气体)以及含氧气体(空气等)接触也不会被还原或者被氧化。另外，为了防止在形成于支承基板32的气体流路38中流通的燃料气体、以及在支承基板32的外侧流通的含氧气体的泄漏，互连器36必须为致密质，优选具有93％以上的相对密度，尤其优选具有95％以上的相对密度。

而且，为了将燃料电池单元3电连接而夹设的导电构件26a、位于单元堆的最外侧的导电构件26b以及端部导电构件29可以由如下的构件构成：即，由具有弹性的金属或合金构成的构件、或者在由金属纤维或合金纤维构成的毡上实施了所希望的表面处理的构件。

然而，在单元堆装置12中，在运转时、制造时，有时会在由玻璃等构成的密封件39上产生裂纹等。这被认为是在将燃料电池单元3、导电构件26、端部导电构件29等固定于密封件39的情况下，由于运转时、制造时的热量使各构件膨胀等而在密封件39上产生应力，伴随着该应力而产生的。尤其是在与框体27的界面、与燃料电池单元3的界面处容易产生该裂纹。

因此，在本实施方式的单元堆装置12中，在抑制密封件39的裂纹产生时，以减少密封件39上产生的应力为目的，而使端部导电构件29的歧管4侧的一端(下端)与歧管4分离。换言之，端部导电构件29采用下端未固定于密封件39的结构。

因此，能够抑制端部导电构件29上产生的应力转移到密封件39的情况，所以能够抑制密封件39上产生裂纹。

需要说明的是，在图3(a)所示的燃料电池单元堆装置12中，导电构件26a、26b的歧管4侧的一端部(下端部)也一并配置为与歧管4分离。在这种结构中，能够进一步有效地抑制在密封件39上产生裂纹，但根据密封件39的耐久性，也可以固定于密封件39。

图5截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的另一例的一部分而示出，(a)是侧视图，(b)是主视图。

在图3(a)所示的燃料电池单元堆装置12中，示出了端部导电构件29与歧管4分离且它们之间形成空间的例子，但在该情况下，端部导电构件29上产生的应力有可能影响到端部导电构件29与导电构件26b的接合部位而导致端部导电构件29与导电构件26b剥离。

于是，在图5所示的燃料电池单元堆装置41中，在歧管4与端部导电构件29的歧管4侧的一端之间，设置有由不同于密封件39的材料构成且用于保持端部导电构件29的一端(下端)的保持构件40。更详细而言，在端部导电构件29的歧管4侧的一端与密封件39之间设置有保持构件40。

由此，端部导电构件29上产生的应力的一部分被保持构件40吸收，能够抑制端部导电构件29与导电构件26b剥离。

因此，作为保持构件40而言，优选具有弹性且能够变形的材料，并且表面由氧化物构成。

作为这样的保持构件40，例如可以使用棉状的隔热件、由玻璃等制成的螺旋状的线材、板簧等。由此，能够由保持构件40进一步吸收堆支承构件29上产生的应力，此外，通过使表面由氧化物构成，由此即便在高温的易氧化的环境下也能够长时间地稳定使用。需要说明的是，至少表面由氧化物构成即可，也可以是整体由氧化物构成。

另外，端部导电构件29具有向单元堆5的外侧突出的导电部30，由此向外部扫出电流，因此优选具有导电性。另一方面，在设置有保持构件40的情况下，当歧管4的框体27具有导电性时，保持构件40与框体27有可能因接触而发生短路，因此，优选保持构件40具有绝缘性。另外，通过使保持构件40具有绝缘性，由此也能够抑制端部导电构件29或导电部30与具有导电性的框体27接触而发生短路。

因此，在该情况下，保持构件40优选由氧化铝、氧化硅、氧化锆、以及包含这些物质的复合氧化物等材料来制造。需要说明的是，导电性、绝缘性是指，在单元堆装置的运转环境下表现出通电性质的特性设为导电性，表现出不通电性质的特性设为绝缘性。

另外，如上所述，在密封件39中，在与燃料电池单元3的界面部分处也容易产生裂纹。因此，可以具有设于密封件39的表面且用于固定燃料电池单元3的一端部和密封件39的固定件50，该固定件50包含氧化物。利用该固定件50，能够缓和燃料电池单元3与密封件39的应力。需要说明的是，图5中的单元堆装置41中示出设置有固定件50的例子。由此，能够利用固定件50来缓和因燃料电池单元3的膨胀、变形等而产生的应力，能够抑制密封件39的与燃料电池单元3的界面处的裂纹等的产生。

需要说明的是，作为这样的固定件50，可以使用以例如氧化铝、氧化硅为主要成分的隔热件来制造。需要说明的是，将氧化物作为主要成分的理由与上述的保持构件相同。

图6是截取本实施方式的燃料电池单元堆装置的另一例的一部分而示出的主视图。

在图6所示的例子中，保持构件40的宽度比端部导电构件29的宽度宽。根据该结构，保持构件40能够以更宽的接触面积来吸收端部导电构件29上产生的应力的一部分。因此，能够抑制端部导电构件29与导电构件26b剥离。

另外，在图6所示的例子中，保持构件40的宽度比端部导电构件29的宽度宽，保持构件40以抵接的方式被夹持在端部导电构件29与框体27之间。根据该结构，能够防止在端部导电构件29与框体27之间夹持具有导电性的多余物，因此，能够抑制端部导电构件29以及框体27发生短路。

图7是示出本实施方式的电解单元堆装置的一例的外观立体图。

图7示出具备单元堆5的电解单元堆装置51，该单元堆5如下形成：将在内部具有供气体从一端向另一端流通的气体流路(未图示)的电解单元3以竖立设置的状态排列成一列，相邻的电解单元3之间经由单元间导电构件(图7中未图示)而串联地电连接。

各电解单元3的下端通过玻璃等绝缘性的密封件39而固定于第一歧管54，上端也同样通过密封件而固定于第二歧管57。需要说明的是，在第一歧管54上连接有供给水蒸气的水蒸气供给管58，在第二歧管57上连接有回收含氢气体的氢回收管59。

另外，在图7所示的电解单元堆装置51中，在单元堆5中的电解单元3的排列方向的两端，设置有用于使电流流向各电解单元3的端部导电构件29。需要说明的是，端部导电构件29也经由导电构件26b与电解单元3连接。

端部导电构件29配置在单元堆5的电解单元3的排列方向上的端部，用于抑制电解单元3的变形。这里所说的端部可以是两端部，也可以仅是一方的端部或另一方的端部中的任一方。

需要说明的是，在图7所示的端部导电构件29中，在端部导电构件29的下端侧设置有向单元堆5的外侧突出的导电部30。该导电部30的端部与第一歧管54以及第二歧管57分离。另外，也可以在端部导电构件29的外侧设置作为端部导电构件29的一部分的保护罩，用以保护端部导电构件29、单元堆3不与配置在单元堆3的周围的隔热件接触或者免受来自外部的冲击。

需要说明的是，在图7中，示出在各歧管上固定有一个单元堆5的例子，但可以适当变更数量，例如也可以在各歧管上固定多个单元堆5。

在上述的电解单元堆装置51中，能够通过使包含水蒸气的气体在气体流路中流动并赋予电压来生成含氢气体，第一歧管54成为用于供给高温的水蒸气的供给部，第二歧管57成为用于回收所生成的氢的回收部。

此外，上述的第一歧管54和第二歧管57也可以调换。

需要说明的是，各歧管具备：贮存向电解单元3供给或由电解单元3回收的气体、且在上表面具有开口部的气体壳体31；以及在内侧固定电解单元3且被固定于气体壳体31的框体27。

图8的(a)是图7所示的电解单元堆装置51的侧面侧的剖视图，(b)是截取(a)所示的虚线部分而示出的剖视图。首先，使用图8的(b)对电解单元3进行说明。需要说明的是，(a)是侧面侧的剖视图，省略了一部分阴影线，此外，为了清楚观察而通过点涂方式来示出端部导电构件29。

图8所示的电解单元3与上述的图1～5所示的燃料电池单元3形成为相同的结构。

而且，为了将电解单元3电连接而夹设的导电构件26a、位于单元堆的最外侧的导电构件26b以及端部导电构件29能够由如下的构件构成：即，由具有弹性的金属或合金构成的构件、或者在由金属纤维或合金纤维构成的毡上实施了所希望的表面处理的构件。

其中，这种电解单元3的一端(下端)以及另一端(上端)被各歧管的框体27包围，利用在框体27的内侧填充的密封件39来固定电解单元3的下端部以及上端部的外周。即，单元堆5构成为，在框体27的内侧排列多个电解单元3并经由导电构件26a连接各电解单元3以进行收容，利用密封件39将各电解单元3粘接在框体27上。需要说明的是，该框体27的内侧成为固定部。另外，密封件39优选使用具有耐热性和绝缘性的材料，例如可以使用玻璃等。

另一方面，构成第一歧管54、第二歧管57的气体壳体31具有向电解单元3的气体流路38供给气体的开口部，环状的框体27的一端部以包围气体壳体31的开口部的方式插入到形成为环状的槽部中并通过密封件39进行固定。由此，电解单元3的气体流路38以外的部分被气密地密封。

在该结构中，能够在将单元堆5连接到气体壳体31之前，另行利用密封件39将电解单元3的一端部粘接于框体27，然后将框体27粘接于气体壳体31进行密封。

然而，在电解单元堆装置51中，在运转时、制造时，有时会在由玻璃等构成的密封件39上产生裂纹等。这被认为是在将电解单元3、导电构件26、端部导电构件29等固定于密封件39的情况下，由于运转时、制造时的热量使各构件膨胀等而在密封件39上产生应力，伴随着该应力而产生的。尤其是在与框体27的界面、与电解单元3的界面处容易产生该裂纹。

因此，在图8所示的电解单元堆装置51中，在抑制密封件39中的裂纹产生时，以减少密封件39上产生的应力为目的，而使端部导电构件29的第二歧管57侧的另一端(上端)与第二歧管57分离。换言之，端部导电构件29采用上端未固定于密封件39的结构。需要说明的是，在图8中，以单点划线示出该部分。

由于能够抑制端部导电构件29上产生的应力转移到密封件39的情况，因此，能够抑制在密封件39上产生裂纹。因此，能够实现提高了可靠性的电解单元堆装置51。

需要说明的是，在图8中，示出端部导电构件29的第二歧管57侧的另一端(上端)与第二歧管57之间分离的例子，但也可以使端部导电构件29的第一歧管54侧的一端(下端)与第一歧管54之间分离，此外，还可以使端部导电构件29的一端(下端)以及另一端(上端)与第一歧管54以及第二歧管57分离。此外，在图8所示的电解单元堆装置51中，示出位于电解单元3的排列方向上的两端的端部导电构件29的另一端(上端)与第二歧管57之间分离的例子，但也可以仅一方的端部导电构件29分离。

在此，当使端部导电构件29与各歧管分离时，优选使端部导电构件29上产生的应力较大的一侧的端部与各歧管分离。例如，在第一歧管54侧与第二歧管57侧比较了温度的情况下，温度较高的一方在端部导电构件29上产生的应力、进而在密封件上产生的应力趋向于变大。因此，在这种结构的电解单元堆装置51中，通过使分别在第一歧管54以及第二歧管57中流动的气体的温度较高的一方的歧管与和该一方的歧管对置的端部导电构件29的一端或另一端分离，由此能够进一步获得效果。因此，在使端部导电构件29与各歧管分离时，基于在第一歧管54中流动的流体的温度、在第二歧管57中流动的温度等来适当设定即可。

例如，在第一歧管54中流动的气体的温度高于在第二歧管57中流动的气体的温度的情况下，优选端部导电构件29的第一歧管54侧的一端与第一歧管54分离。更详细而言，在采用向第一歧管54导入高温的水蒸气且由第二歧管57回收含氢气体的结构时，由于水蒸气的温度较高，因此，可以使端部导电构件29的一端(下端)与第一歧管54之间分离。

此外，在使端部导电构件29与各歧管分离时，可以考虑与氢生成效率的平衡而适当设定，例如可以设为1～10mm。需要说明的是，在该情况下，端部导电构件29与各歧管的距离是指密封件39的表面与端部导电构件29的一端的距离。

另外，在第二歧管57中流动的气体的温度高于在第一歧管54中流动的气体的温度的情况下，优选端部导电构件29的第二歧管57侧的另一端与第二歧管57分离。

另外，在图7、8所示的例子中，端部导电构件29不同于导电构件26b而呈平板形状。由此，端部导电构件29能够以较宽的面积从导电构件26b中取出电流。

另外，优选端部导电构件29的一端(下端)位于导电构件26b的下端以下，而另一端(上端)位于导电构件26b的上端以上。由此，端部导电构件29以较宽的接触面积与导电构件26b连接。因此，端部导电构件29能够以较宽的面积从导电构件26b中取出电流。

图9截取本实施方式的电解单元堆装置的另一例的一部分而示出，(a)是侧视图，(b)是主视图。

在图8(a)所示的电解单元堆装置51中，示出了端部导电构件29与第一歧管54分离且它们之间形成空间的例子，但在该情况下，端部导电构件29上产生的应力有可能影响到端部导电构件29与导电构件26b的接合部位而导致端部导电构件29与导电构件26b剥离。

于是，在图9所示的电解单元堆装置61中，在第二歧管57与端部导电构件29的第二歧管57侧的另一端之间，设置有由不同于密封件39的材料构成且用于保持端部导电构件29的另一端(上端)的保持构件40。更详细而言，在端部导电构件29的第二歧管57侧的另一端与密封件39之间设置有保持构件40。

由此，端部导电构件29上产生的应力的一部分被保持构件40吸收，能够抑制端部导电构件29与导电构件26b剥离。

因此，作为保持构件40而言，优选具有弹性且能够变形的材料，并且表面由氧化物构成。

作为这样的保持构件40，例如可以使用棉状的隔热件、由玻璃等制成的螺旋状的线材、板簧等。由此，能够由保持构件40进一步吸收端部导电构件29上产生的应力，此外，通过使表面由氧化物构成，由此即便在高温的易氧化的环境下也能够长时间地稳定使用。需要说明的是，至少表面由氧化物构成即可，也可以是整体由氧化物构成。

另外，如后所述，也可以在第一歧管54与端部导电构件29的第一歧管54侧的一端之间，设置由不同于密封件39的材料构成、且用于保持端部导电构件29的一端(下端)的保持构件40。

另外，也可以分别设置用于保持端部导电构件29的一端(下端)以及另一端(上端)这两方的保持构件40。

另外，端部导电构件29具有向单元堆5的外侧突出的导电部30，由此电流从外部流入，因此优选具有导电性。另一方面，在设置有保持构件40的情况下，当歧管4的框体27具有导电性时，保持构件40与框体27有可能因接触而发生短路，因此，优选保持构件40具有绝缘性。另外，通过使保持构件40具有绝缘性，由此也能够抑制端部导电构件29或导电部30与具有导电性的框体27接触而发生短路。

因此，在该情况下，保持构件40优选由氧化铝、氧化硅、氧化锆、以及包含这些物质的复合氧化物等材料来制造。需要说明的是，导电性、绝缘性是指，在单元堆装置的运转环境下表现出通电性质的特性设为导电性，表现出不通电性质的特性设为绝缘性。

另外，如上所述，在密封件39中，在与电解单元3的界面部分处也容易产生裂纹。因此，可以具有设于密封件39的表面且用于对电解单元3的一端和另一端中的至少一方、以及密封件39进行固定的固定件50，该固定件50包含氧化物。根据该结构，能够缓和电解单元3与密封件39的应力。需要说明的是，图9中的单元堆装置61中示出设置有固定件50的例子。由此，能够利用固定件50来缓和因电解单元3的膨胀、变形等而产生的应力，能够抑制密封件39的与电解单元3的界面处的裂纹等的产生。

需要说明的是，作为这样的固定件50，可以使用以例如氧化铝、氧化硅为主要成分的隔热件来制造。需要说明的是，将氧化物作为主要成分的理由与上述的保持构件相同。

图10是截取本实施方式的电解单元堆装置的另一例的一部分而示出的主视图。

在图10所示的例子中，保持构件40的宽度比端部导电构件29的宽度宽。根据该结构，保持构件40能够以更宽的接触面积来吸收端部导电构件29上产生的应力的一部分。因此，能够抑制端部导电构件29与导电构件26b剥离。

另外，在图10所示的例子中，保持构件40的宽度比端部导电构件29的宽度宽，保持构件40以抵接的方式夹持在端部导电构件29与框体27之间。根据该结构，能够防止在端部导电构件29与框体27之间夹持具有导电性的多余物，因此，能够抑制端部导电构件29以及框体27发生短路。

图11是示出本实施方式的电解单元堆装置的另一例的剖视图。

与图8所示的电解单元堆装置51相比，不同之处在于，端部导电构件29的另一端固定在第二歧管57上，另一方面，端部导电构件29的一端未固定在第一歧管54上。需要说明的是，在图11中，以单点划线示出该分离的部分

在图11所示的电解单元堆装置71中，在端部导电构件29的下端部侧设置有用于从外部导入电流的导电部30。在此，还假定如下情况：在端部导电构件29中，在连接有该导电部30的部分处产生焦耳热而使端部导电构件29本身的温度上升。在该情况下，在观察端部导电构件29本身的情况下，假定设置有导电部30这一侧的端部侧的温度升高。

因此，在使端部导电构件29的端部与各歧管分离时，可以使端部导电构件29中的设置有导电部30这一侧的端部与歧管分离。

因此，在图11所示的电解单元堆装置71中，由于在端部导电构件29的下端部侧设置有导电部30，因此，能够使端部导电构件29的下端与第一歧管54分离。

由此，能够抑制端部导电构件29上产生的应力转移到密封件39的情况，因此，能够抑制在密封件39上产生裂纹。因此，能够实现提高了可靠性的电解单元堆装置71。

另外，也可以在图11所记载的电解单元堆装置71中应用图9、10所示的保持构件40、固定件50。具体而言，在图11所示的电解单元堆装置71中，也可以在端部导电构件29与密封件39之间设置由不同于密封件39的材料构成且用于保持端部导电构件29的一端(下端)的保持构件40。

图12是示出在外装壳体内收纳图1所示的燃料电池模块1和用于使燃料电池模块1动作的辅助设备(未图示)而成的本实施方式的燃料电池装置的一例的分解立体图。需要说明的是，在图12中省略示出一部分结构。

图12所示的燃料电池装置42构成为，利用分隔板45将由支柱43和外装板44构成的外装壳体内划分为上下部分，将其上方侧作为收纳上述的燃料电池模块1的模块收纳室46，将下方侧作为收纳用于使燃料电池模块1动作的辅助设备的辅助设备收纳室47。需要说明的是，省略示出收纳于辅助设备收纳室47的辅助设备。

另外，在分隔板45上，设置有用于使辅助设备收纳室47的空气流向模块收纳室46侧的空气流通口48，在构成模块收纳室46的外装板44的一部分设置有用于排出模块收纳室46内的空气的排气口49。

在这种燃料电池装置42中，如上所述，将提高了长期可靠性的燃料电池模块1收纳在模块收纳室46中，将用于使燃料电池模块1动作的辅助设备收纳在辅助设备收纳室47中，由此能够实现提高了长期可靠性的燃料电池装置42。

以上，对本发明详细进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更、改良等。

在上述的例子中，使用所谓的被称为竖条型的单元3进行了说明，但也可以使用将通常被称为横条型的多个发电元件部或电解元件部设置在支承体上而成的横条型的单元。

另外，在图7～图11所示的例子中，使用电解单元堆装置进行了说明，但也可以将图7～图11所示的例子用作燃料电池单元堆装置。在该情况下，例如，向第一歧管54供给燃料气体且使第二歧管57回收废气即可。另外，在该情况下，从导电部30取出电流即可。

附图标号说明

1：燃料电池模块

2：收纳容器

3：燃料电池单元

4：歧管

5：单元堆

12、41：燃料电池单元堆装置

26(26a、26b)：导电构件

27：框体

29：端部导电构件

30：导电部

31：气体壳体

39：密封件

40：保持构件

45：燃料电池装置

50：固定件

51、61、71：电解单元堆装置

54：第一歧管

57：第二歧管