JP6645765B2 - Fuel cell stack - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack.
燃料電池スタック内に設けられた燃料ガス排出流路の上流部には、滞留水が発生する場合がある。このような滞留水を排出するために、燃料ガス排出流路内に、排水パイプを設ける構成が知られている。具体的には、排水パイプの吸入側の開口端を、燃料ガス排出流路の上流部に配置し、排出側の開口端を、背圧バルブによって減圧された部位に接続する。このように接続することによって、排水パイプの両端に圧力差が発生する。この圧力差によって、滞留水が吸引されて排出される(特許文献1)。 In some cases, stagnant water is generated upstream of the fuel gas discharge passage provided in the fuel cell stack. In order to discharge such stagnant water, a configuration in which a drain pipe is provided in the fuel gas discharge channel is known. Specifically, the opening end on the suction side of the drain pipe is disposed upstream of the fuel gas discharge flow path, and the opening end on the discharge side is connected to a portion depressurized by the back pressure valve. With such a connection, a pressure difference is generated at both ends of the drainage pipe. This pressure difference causes the retained water to be sucked and discharged (Patent Document 1).
上記先行技術の場合、背圧バルブを設ける必要があり、さらには、背圧バルブを設置するための流路も必要である。本願発明は、上記先行技術を踏まえ、大掛かりな構成を用いずに、簡易な手法によって滞留水を排出することを解決課題とする。 In the case of the above prior art, it is necessary to provide a back pressure valve, and further, a flow path for installing the back pressure valve is required. An object of the present invention is to solve the above problem by discharging accumulated water by a simple method without using a large-scale structure.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。
本発明による第1の形態は、電解質膜を含む接合体と、前記接合体を挟持するセパレータとを含むセルが複数、積層された燃料電池スタックである。前記燃料電池スタックは、前記複数のセルによって形成され、当該燃料電池スタックに供給された燃料ガスを、前記接合体に流入させるための燃料ガス供給流路と、前記複数のセルによって形成され、前記接合体から流出した燃料ガスを、当該燃料電池スタックの外部に排出するための燃料ガス排出流路と、前記燃料ガス排出流路内に配置され、第1の開口端と、前記第1の開口端よりも前記燃料ガス排出流路の下流側に位置する第2の開口端とを備える管と、を備える。前記管は、前記第1の開口端と前記第2の開口端がそれぞれ他の管と接続されずに開口した状態で、前記燃料電池スタック内の前記燃料ガス排出流路の内部に収まるように設置されている。この形態によれば、管を追加するという簡易な手法で、燃料ガス排出流路に滞留する水を排出できる。上記の管によって滞留水が排出できるのは、第1の開口端における圧力が、第2の開口端における圧力よりも大きいからである。このような圧力差が生じるのは、燃料ガス排出流路を燃料ガスが流れることで、圧力損失が発生するからである。
The present invention has been made to solve the above problems, and can be realized as the following embodiments.
A first embodiment according to the present invention is a fuel cell stack in which a plurality of cells each including a joined body including an electrolyte membrane and a separator sandwiching the joined body are stacked. The fuel cell stack is formed by the plurality of cells, the fuel gas supplied to the fuel cell stack, a fuel gas supply flow path for flowing into the assembly, and formed by the plurality of cells, A fuel gas discharge passage for discharging fuel gas flowing out of the assembly to the outside of the fuel cell stack; a first opening end disposed in the fuel gas discharge passage; And a second open end located downstream of the end of the fuel gas discharge flow path. The pipe is arranged such that the first open end and the second open end are accommodated in the fuel gas discharge flow path in the fuel cell stack in a state where the first open end and the second open end are opened without being connected to other pipes. is set up. According to this embodiment, the water remaining in the fuel gas discharge channel can be discharged by a simple method of adding a pipe. The retained water can be discharged by the above-mentioned pipe because the pressure at the first open end is higher than the pressure at the second open end. Such a pressure difference occurs because the fuel gas flows through the fuel gas discharge flow path, causing a pressure loss.
本発明の一形態によれば、電解質膜を含む接合体と、前記接合体を挟持するセパレータとを含むセルが複数、積層された燃料電池スタックが提供される。この燃料電池スタックは;前記複数のセルによって形成され、当該燃料電池スタックに供給された燃料ガスを、前記接合体に流入させるための燃料ガス供給流路と;前記複数のセルによって形成され、前記接合体から流出した燃料ガスを、当該燃料電池スタックの外部に排出するための燃料ガス排出流路と;前記燃料ガス排出流路内に配置され、第1の開口端と、前記第1の開口端よりも前記燃料ガス排出流路の下流側に位置する第2の開口端とを備える管と;を備える。この形態によれば、管を追加するという簡易な手法で、燃料ガス排出流路に滞留する水を排出できる。上記の管によって滞留水が排出できるのは、第1の開口端における圧力が、第2の開口端における圧力よりも大きいからである。このような圧力差が生じるのは、燃料ガス排出流路を燃料ガスが流れることで、圧力損失が発生するからである。 According to one aspect of the present invention, there is provided a fuel cell stack in which a plurality of cells each including a joined body including an electrolyte membrane and a separator sandwiching the joined body are stacked. The fuel cell stack is formed by the plurality of cells, and a fuel gas supply flow path for allowing the fuel gas supplied to the fuel cell stack to flow into the assembly is formed by the plurality of cells; A fuel gas discharge passage for discharging fuel gas flowing out of the assembly to the outside of the fuel cell stack; a first opening end disposed in the fuel gas discharge passage, and the first opening; A pipe having a second open end located on the downstream side of the fuel gas discharge flow path from the end. According to this embodiment, the water remaining in the fuel gas discharge channel can be discharged by a simple method of adding a pipe. The retained water can be discharged by the above-mentioned pipe because the pressure at the first open end is higher than the pressure at the second open end. Such a pressure difference occurs because the fuel gas flows through the fuel gas discharge flow path, causing a pressure loss.
上記形態において、前記燃料ガス排出流路の上流端を封止するプレートを備え;前記第1の開口端は、少なくとも一部において前記プレートに接触してもよい。この形態によれば、滞留水が更に排出されやすくなる。 In the above aspect, a plate for sealing an upstream end of the fuel gas discharge passage may be provided; the first open end may be at least partially in contact with the plate. According to this aspect, the retained water is more easily discharged.
上記形態において、前記第1の開口端は、切り欠きを有してもよい。この形態によれば、他の部材や不純物等によって、第1の開口端が塞がれにくくなる。 In the above embodiment, the first opening end may have a notch. According to this aspect, the first opening end is less likely to be blocked by another member, impurities, or the like.
上記形態において、前記管は、樹脂製の流路部材と金属製の流路部材とが接続された構成を有し、前記金属製の流路部材が、前記樹脂製の流路部材よりも前記燃料ガス排出流路の上流側に位置してもよい。この形態によれば、金属製の流路部材の重みによって、管の位置が安定する。 In the above aspect, the pipe has a configuration in which a resin flow path member and a metal flow path member are connected, and the metal flow path member is more than the resin flow path member. It may be located on the upstream side of the fuel gas discharge channel. According to this aspect, the position of the pipe is stabilized by the weight of the metal flow path member.
上記形態において、前記第2の開口端は、前記燃料ガス排出流路の最も下流側に位置する前記セルよりも、前記燃料ガス排出流路の下流側に位置してもよい。この形態によれば、上記のように第2の開口端が配置されることで、圧力損失が更に大きくなり、この結果、滞留水がより排出されやすくなる。 In the above aspect, the second opening end may be located on the downstream side of the fuel gas discharge channel from the cell located on the most downstream side of the fuel gas exhaust channel. According to this aspect, by disposing the second opening end as described above, the pressure loss is further increased, and as a result, the retained water is more easily discharged.
上記形態において、前記燃料ガス排出流路を流れるガスが通過する主流路と、前記主流路に合流する副流路とが設けられ、前記燃料ガス排出流路内に配置された合流管を備え;前記主流路の流路面積は、前記燃料ガス排出流路の流路面積よりも小さく;前記副流路は、前記主流路に合流する部位と通じる開口端において、前記第2の開口端が接続されてもよい。この形態によれば、燃料ガス排出流路を流れるガスが、主流路に流入すると、圧力が低下する。副流路が主流路に合流する部位と通じており、且つ、副流路の開口端と第2の開口端とが接続されているので、上記合流部位と第1の開口端とが通じる。このため、第1の開口端と上記合流部位との圧力差は、上記圧力低下によって大きくなる。この結果、滞留水がより排出されやすくなる。 In the above aspect, a main flow path through which the gas flowing through the fuel gas discharge flow path passes, and a sub flow path that joins the main flow path are provided, and a merging pipe is provided in the fuel gas discharge flow path; The flow path area of the main flow path is smaller than the flow path area of the fuel gas discharge flow path; the sub flow path is connected to the second open end at an open end communicating with a portion joining the main flow path. May be done. According to this aspect, when the gas flowing through the fuel gas discharge flow path flows into the main flow path, the pressure decreases. Since the sub flow path communicates with a portion where it merges with the main flow channel, and the opening end of the sub flow channel is connected to the second opening end, the merging portion communicates with the first opening end. For this reason, the pressure difference between the first opening end and the junction is increased by the pressure drop. As a result, the accumulated water is more easily discharged.
本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、滞留水の排出方法として実現できる。 The present invention can be realized in various forms other than the above. For example, it can be realized as a method of discharging accumulated water.
図1は、燃料電池スタック10の構成を示す概略斜視図である。燃料電池スタック10は、自動車に搭載され、走行用モータ等に給電するために発電する。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the
燃料電池スタック10は、燃料電池セル100の積層体を、一対のエンドプレート170F,170Eで挟持した構造を有している。燃料電池セル100の積層体は、複数の燃料電池セル100をz方向(積層方向)に積層することで形成されている。
The
燃料電池スタック10は、その一端側のエンドプレート170Fと燃料電池セル100との間に、絶縁板165Fを介在させてターミナルプレート160Fを有する。以下、エンドプレート170Fが配置された燃料電池スタック10の一端側を、便宜上、前端側と称し、図における紙面奥側の他端側を後端側と称する。
The
燃料電池スタック10は、後端側のエンドプレート170Eと燃料電池セル100との間にも、同様に、後端側の絶縁板165Eを介在させて後端側のターミナルプレート160Eを有する。燃料電池セル100と、ターミナルプレート160F,160Eと、絶縁板165F,165Eおよびエンドプレート170F,170Eは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がx方向で短辺がy方向に沿うように配置されている。
Similarly, the
前端側におけるエンドプレート170F、絶縁板165F及びターミナルプレート160Fは、燃料ガス供給孔102INと、燃料ガス排出孔102OTと、酸化ガス供給孔104INと、酸化ガス排出孔104OTと、冷却水供給孔106INと、冷却水排出孔106OTとを有する。
The
酸化ガス供給孔104INは、前端側のエンドプレート170Fの下端の外縁部にx方向(長辺方向)に沿って配置されており、酸化ガス排出孔104OTは、上端の外縁部にx方向に沿って配置されている。燃料ガス供給孔102INは、前端側のエンドプレート170Fの右端の外縁部のy方向(短辺方向)の上端部に配置されており、燃料ガス排出孔102OTは、左端の外縁部のy方向の下端部に配置されている。冷却水供給孔106INは、燃料ガス供給孔102INの下側にy方向に沿って配置されており、冷却水排出孔106OTは、燃料ガス排出孔102OTの上側にy方向に沿って配置されている。なお、上記した各給排孔は、燃料電池セル100においては、複数の給排孔に分けられている。
The oxidizing gas supply hole 104IN is arranged along the x direction (long side direction) at the outer edge of the lower end of the
前端側のターミナルプレート160Fおよび後端側のターミナルプレート160Eは、各燃料電池セル100の発電電力の集電板であり、集電端子161から集電した電力を外部へ出力する。前端側および後端側のターミナルプレートは、給排孔の有無において相違し、他の構成については、ほぼ同様である。
The front
図1に示された仮想平面Vは、後述する図4の断面を示すために図示されている。燃料電池スタック10の外表面に示された破線は、仮想平面Vとの交線を示す。
The virtual plane V shown in FIG. 1 is shown to show a cross section of FIG. 4 described later. A broken line shown on the outer surface of the
図2は、燃料電池スタック10の断面図であり、燃料電池セル100同士の境界としてアノード側セパレータ120が露出する面を示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
燃料電池セル100は、アノード側セパレータ120とカソード側セパレータ(図示しない)と接着シール(図示しない)とを備える。接着シールは、膜電極ガス拡散層接合体(MEGA:Membrane Electrode & Gas Diffusion Layer Assembly)を保持し、MEGAの外周縁をシールする。
The
燃料電池セル100は、MEGAを保持済みの接着シールをアノード側セパレータ120とカソード側セパレータとによって挟持することにより、MEGAを保持する。
The
MEGAは、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)をガス拡散層(Gas Diffusion Layer/GDL)で挟持して構成された接合体である。MEAは、電解質膜の両面に一対の触媒電極層が形成された構成を有する。なお、上記MEGAのことを、MEAと呼ぶ場合もある。 MEGA is an assembly formed by sandwiching a membrane electrode assembly (MEA: Membrane Electrode Assembly) with a gas diffusion layer (Gas Diffusion Layer / GDL). The MEA has a configuration in which a pair of catalyst electrode layers are formed on both surfaces of an electrolyte membrane. Note that the MEGA may be referred to as an MEA.
アノード側セパレータ120およびカソード側セパレータは、ガス不透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されている。例えば、アノード側セパレータ120は、カーボン粒子を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼やチタンなどの金属部材によって形成されている。本実施形態では、アノード側セパレータ120については、ステンレス鋼をプレス成形して作製した。
The anode-
アノード側セパレータ120は、MEGAの側の面に、複数筋の溝状の燃料ガス流路を備え、反対側の面に、複数筋の溝状の冷却水流路を備える。両流路は、セパレータ表裏面で交互に並べられている。
The anode-
アノード側セパレータ120は、マニホールドを構成する給排孔として、燃料ガス供給孔102INおよび燃料ガス排出孔102OT、複数の酸化ガス供給孔104INおよび酸化ガス排出孔104OT、並びに、複数の冷却水供給孔106INおよび冷却水排出孔106OTを備える。同様に、カソード側セパレータも同様な構成を有する。
The anode-
燃料電池セル100が積層されることによって、複数の燃料ガス供給孔102INが連なる。複数の燃料ガス供給孔102INが連なって形成された流路を、燃料ガス供給流路80と呼ぶ。燃料ガス供給流路80は、燃料電池スタック10に供給された燃料ガス(水素)を、各MEGAに導く流路として機能する。各MEGAに導かれた燃料ガスは、各MEGAに含まれるアノード側セパレータ120に設けられた燃料ガス流路に流入する。
By stacking the
同様に、複数の燃料ガス排出孔102OTが連なって形成された流路を、燃料ガス排出流路90と呼ぶ。燃料ガス排出流路90は、アノード側セパレータ120に設けられた燃料ガス流路から流出した燃料ガスを、燃料電池スタック10の外部に排出する流路として機能する。図2に示すように、燃料ガス排出流路90内には、管200が設置されている。
Similarly, a flow path formed by connecting a plurality of fuel gas discharge holes 102OT is referred to as a fuel gas
図3は、管200付近を拡大した断面図である。管200は、鉤部180によって、燃料ガス排出流路90内に保持されている。鉤部180は、図3に示すように、鉤状の断面形状を有し、管200のx−y平面方向の移動を制限している。なお、図1は、鉤部180の図示を省略している。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the vicinity of the
図3に示すように、管200の流路面積は、燃料ガス排出流路90の流路面積よりも小さい。図3に示すように、管200は、外周面が、燃料ガス排出流路90の底面に接触するように配置されている。
As shown in FIG. 3, the flow passage area of the
図4は、図1及び図3に示したA−A断面を示す。図4は、z方向について、絶縁板165Fからターミナルプレート160Eまでの範囲を示す。図4は、図示の都合上、燃料電池セル100同士の境界を示していない。図4における符号100は、複数の燃料電池セル100による積層体を指している。
FIG. 4 shows the AA cross section shown in FIGS. 1 and 3. FIG. 4 shows a range from the insulating
燃料ガス排出流路90における流れの向きは、z方向の正の向き、つまり、後端側から前端側への向きである。燃料ガス排出流路90の上流端は、ターミナルプレート160Eによって封止されている。
The flow direction in the fuel
管200は、樹脂で形成されており、前端側開口端210Fおよび後端側開口端210Eを有する中空の部材である。管200は、図4に示すように、後端側開口端210Eの一部に切り欠きを有する。この切り欠きによって形成された端面は、後端側開口端210Eの一部である。
The
管200は、この切り欠きが中心軸よりもy方向下向きに位置するように、且つ、後端側開口端210Eの一部がターミナルプレート160Eに接触するように配置されている。ターミナルプレート160Eに接触する一部とは、切り欠かれていない部位のことである。
The
管200は、z方向の長さが、おおよそ、ターミナルプレート160Fからターミナルプレート160Eまでの距離に等しい。このため、前端側開口端210Fは、ターミナルプレート160F付近に位置する。
図5は、燃料ガス排出流路90の後端側に水が滞留している様子を示す断面図である。このような滞留水が発生する原因としては、燃料ガスの供給および排出が停止していること、及び、図5に示すように燃料電池スタック10が傾いていることが挙げられる。燃料電池スタック10が傾くのは、燃料電池スタック10を搭載した自動車が傾くからである。このように傾くと、滞留水は、後端側開口端210Eを通じて管200の流路内に進入する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which water stays at the rear end side of the fuel
図6は、滞留水が排出される様子を示す断面図である。滞留水の排出は、図6に示すように、管200がストローのように機能することによって実現される。つまり、後端側開口端210E付近と前端側開口端210F付近との圧力差によって、滞留水が、重力に逆らって、後端側開口端210Eから前端側開口端210Fに向かって管200内を流れていく。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which accumulated water is discharged. The discharge of the stagnant water is realized by the
上記の圧力差が発生するのは、燃料ガスが流れることによって発生する圧力損失が原因である。図6には、後端側開口端210E付近の圧力が圧力Peとして示され、前端側開口端210F付近の圧力が圧力Pfとして示されている。(圧力Pe−圧力Pf)が、上記圧力差に該当する。
The pressure difference is caused by the pressure loss caused by the flow of the fuel gas. In FIG. 6, the pressure near the rear
以上の実施形態によれば、燃料ガス排出流路90内に管200を設置するという簡易な手法によって、後端側が下になるように傾いているという厳しい条件でも、滞留水を効率的に排出できる。特に、後端側開口端210Eがターミナルプレート160Fに接触するように配置されると共に、後端側開口端210Eに切り描きが設けられているので、燃料ガス排出流路90の上流部に滞留した水を効率的に排出できる。
According to the above-described embodiment, the stagnant water is efficiently discharged by the simple method of installing the
図7は、変形例1を説明する図である。変形例1の燃料電池スタック10は、鉤部180を備えず、管200の代わりに管200aを備える。管200aは、主流路部材270と、重り280とを備える。
FIG. 7 is a diagram illustrating the first modification. The
主流路部材270は、実施形態の管200と同様、樹脂で形成されている。重り280は、金属製(例えば鉄製)であり、主流路部材270よりも重い。重り280は、リング形状の部材であり、リング形状における内周面に囲われた領域が流路として機能する。重り280は、上記内周面による流路と、主流路部材270内の流路とが接続されるように、主流路部材270に接続されている。管200bは、重り280の重量によって、配置が安定する。
The main
重り280は、主流路部材270との接続部位との反対側において、ターミナルプレート160Eに接触するように配置されている。つまり、管200aは、ターミナルプレート160Eに接触するように配置されている。
The
重り280は、複数の切り欠き288を備える。切り欠き288は、ターミナルプレート160Eとの接触面を切り欠くように形成されている。滞留水は、切り欠き288を通じて、燃料ガス排出流路90から、重り280の内部に流入することができる。重り280の内部に流入した滞留水は、主流路部材270を通過し、実施形態と同様に外部に排出される。
The
変形例1によれば、鉤部180を備えなくても、重り280の重量によって、管200aの位置を安定させることができる。
According to the first modification, the position of the
図8は、変形例2を説明する図である。変形例2の燃料電池スタック10は、実施形態における管200の代わりに、管200bを備える。さらに、ターミナルプレート160Fの代わりにターミナルプレート160Fbを、絶縁板165Fの代わりに絶縁板165Fbを備える。
FIG. 8 is a diagram illustrating a second modification. The
管200bは、実施形態と同様、後端側開口端210Eの一部に切り欠きを有し、後端側開口端210Eの一部がターミナルプレート160Eに接触するように配置されている。
As in the embodiment, the
管200bは、管200よりも長い。このため、図8に示すように、管200bの前端側開口端210Fは、ターミナルプレート160Fbよりも前端側(z方向の正の側)に位置する。つまり、管200bの前端側開口端210Fは、燃料ガス排出流路90の最も下流側に位置する燃料電池セル100よりも、更に下流側に位置する。
ターミナルプレート160Fb及び絶縁板165Fbは、開口形状が、実施形態から変更されている。これは、前端側開口端210Fがターミナルプレート160Fbよりも前端側に位置できるようにするためである。
The opening shapes of the terminal plate 160Fb and the insulating plate 165Fb are changed from the embodiment. This is to allow the front end side
変形例2によれば、前端側開口端210Fが実施形態の場合よりも更に下流側に配置されていることによって、後端側開口端210Eと前端側開口端210Fとの圧力差が大きくなる。このため、さらに、滞留水が効率的に排出される。
According to the second modification, the pressure difference between the rear-
図9及び図10は、変形例3を説明する図である。図9は、図3と同じ断面を、裏側から見た図である。図10は、図9に示すB−B断面を示す。 9 and 10 are diagrams illustrating a third modification. FIG. 9 is a view of the same cross section as FIG. FIG. 10 shows a BB cross section shown in FIG.
変形例3の燃料電池スタック10は、管200の代わりに管200cを備え、さらに、追加で合流管300を備える。変形例3の燃料電池スタック10は、合流管300を設置できるように、ターミナルプレート160Fの代わりにターミナルプレート160Fcを、絶縁板165Fの代わりに絶縁板165Fcを、エンドプレート170Fの代わりにエンドプレート170Fcを備える。
The
管200cは、実施形態と同様、後端側開口端210Eの一部に切り欠きを有し、後端側開口端210Eの一部がターミナルプレート160Eに接触するように配置されている。
As in the embodiment, the
合流管300は、主流路310と、副流路320とが内部に設けられている。主流路310は、燃料ガス排出流路90と、燃料電池スタック10の外部とを接続する流路である。副流路320は、管200cから流出した流体を、主流路310に合流させるための流路である。主流路310と副流路320とが接続される部位を、接続部322と呼ぶ。
The merging
主流路310は、図9に示すように、燃料ガス排出流路90よりも流路面積が小さい。このため、燃料ガス排出流路90から主流路310に流入するガスは、流速が速くなると共に圧力が低下する。このため、後端側開口端210Eと接続部322との圧力差は、実施形態の場合の圧力差よりも大きくなる。この結果、滞留水がより効率的に排出される。
As shown in FIG. 9, the
本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。 The present invention is not limited to the embodiments, examples, and modifications of the present specification, and can be realized by various configurations without departing from the gist thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each of the forms described in the Summary of the Invention section are for solving some or all of the problems described above, or In order to achieve some or all of the above-described effects, replacement and combination can be appropriately performed. If the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate. For example, the following are exemplified.
変形例1のように重りを備える構成と、変形例2のように後端側開口端が、燃料ガス排出流路の最も下流側に位置する燃料電池セルよりも下流側に配置される構成とを、組み合わせてもよい。 A configuration including a weight as in the first modification, and a configuration in which the rear open end is disposed downstream of the fuel cell located at the most downstream side of the fuel gas discharge channel as in the second modification. May be combined.
変形例1のように重りを備える構成と、変形例3のように合流管を用いる構成とを、組み合わせてもよい。 A configuration having a weight as in Modification 1 and a configuration using a merging pipe as in Modification 3 may be combined.
管に切り欠きを設けなくてもよい。この場合、後端側開口端をターミナルプレートに接触させなくてもよい。
後端側開口端の全体をターミナルプレートに接触させてもよい。この場合、ターミナルプレートに貫通孔を設けてもよい。この貫通孔は、管内の流路と、燃料ガス排出流路とを接続する湾曲した流路を形成する。
Notches need not be provided in the tube. In this case, the rear end side open end does not have to be in contact with the terminal plate.
The entire rear end side open end may be brought into contact with the terminal plate. In this case, a through hole may be provided in the terminal plate. The through-hole forms a curved flow path connecting the flow path in the pipe and the fuel gas discharge flow path.
合流管は、燃料ガス排出流路90の途中に配置してもよい。このように配置しても、主流路の流路面積が、燃料ガス排出流路90の流路面積よりも小さければ、主流路が絞りとして機能することによって、変形例3と同様な効果を得ることができる。
The junction pipe may be arranged in the fuel
合流管の代わりに、主流路のみを有する流路部材を用いてもよい。この場合、主流路内に、管の前端側開口端を配置することによって、変形例3と同様な効果を得ることができる。 A flow path member having only a main flow path may be used instead of the junction pipe. In this case, by arranging the front open end of the pipe in the main flow path, the same effect as that of the third modification can be obtained.
管は、積層方向に沿って真っ直ぐ配置されていなくてもよく、斜めに配置されていたり、途中で曲がっていたりしてもよい。 The tubes need not be arranged straight along the stacking direction, but may be arranged diagonally or may be bent in the middle.
10…燃料電池スタック
80…燃料ガス供給流路
90…燃料ガス排出流路
100…燃料電池セル
102IN…燃料ガス供給孔
102OT…燃料ガス排出孔
103…外縁部
104IN…酸化ガス供給孔
104OT…酸化ガス排出孔
106IN…冷却水供給孔
106OT…冷却水排出孔
120…アノード側セパレータ
160E…ターミナルプレート
160F…ターミナルプレート
160Fb…ターミナルプレート
160Fc…ターミナルプレート
161…集電端子
165E…絶縁板
165F…絶縁板
165Fb…絶縁板
165Fc…絶縁板
170E…エンドプレート
170F…エンドプレート
170Fc…エンドプレート
180…鉤部
200…管
200a…管
200b…管
200c…管
210E…後端側開口端(第1の開口端)
210F…前端側開口端(第2の開口端)
270…主流路部材
300…合流管
310…主流路
320…副流路
322…接続部
DESCRIPTION OF
210F: front end side open end (second open end)
270: Main flow path member 300: Confluence pipe 310: Main flow path 320: Sub flow path 322: Connection
Claims (6)
前記複数のセルによって形成され、当該燃料電池スタックに供給された燃料ガスを、前記接合体に流入させるための燃料ガス供給流路と、
前記複数のセルによって形成され、前記接合体から流出した燃料ガスを、当該燃料電池スタックの外部に排出するための燃料ガス排出流路と、
前記燃料ガス排出流路内に配置され、第1の開口端と、前記第1の開口端よりも前記燃料ガス排出流路の下流側に位置する第2の開口端とを備える管と、
を備え、
前記管は、前記第1の開口端と前記第2の開口端がそれぞれ他の管と接続されずに開口した状態で、前記燃料電池スタック内の前記燃料ガス排出流路の内部に収まるように設置されている、燃料電池スタック。 A fuel cell stack in which a plurality of cells each including a joined body including an electrolyte membrane and a separator sandwiching the joined body are stacked.
A fuel gas supply channel formed by the plurality of cells and supplied to the fuel cell stack, for flowing the fuel gas into the assembly.
A fuel gas discharge channel formed by the plurality of cells and flowing out of the fuel cell from the assembly, for discharging the fuel gas to the outside of the fuel cell stack,
A pipe disposed in the fuel gas discharge flow path, the pipe having a first open end, and a second open end located downstream of the fuel gas discharge flow path with respect to the first open end;
With
The pipe is arranged such that the first open end and the second open end are accommodated in the fuel gas discharge flow path in the fuel cell stack in a state where the first open end and the second open end are opened without being connected to other pipes. The installed fuel cell stack.
請求項1に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1.
前記第1の開口端は、少なくとも一部において前記プレートに接触する
請求項1又は請求項2に記載の燃料電池スタック。 A plate for sealing an upstream end of the fuel gas discharge channel,
It said first open end, a fuel cell stack according to claim 1 or claim 2 in contact with the plate at least in part.
請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first open end has a notch.
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の燃料電池スタック。 The pipe has a configuration in which a resin flow path member and a metal flow path member are connected, and the metal flow path member has a higher fuel gas discharge flow rate than the resin flow path member. The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 4 , which is located on an upstream side of a road.
請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の燃料電池スタック。 It said second open end, the fuel than the cell most located downstream of the gas discharge channel, any one of claims 1 located downstream of the fuel gas discharge channel to claim 5 Item 8. The fuel cell stack according to Item 1.
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