JP2015046320A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つコンパクトな構成で、一対の冷却媒体マニホールド間を確実に連結するとともに、前記冷却媒体マニホールドに応力が発生することを可及的に抑制する。【解決手段】燃料電池スタック１０は、燃料電池１２の積層方向両端に、第１及び第２エンドプレート１８ａ、１８ｂが配置される。第２エンドプレート１８ｂに設けられる冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２間には、中間ジョイント部材７２ａが接続される。冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２間で且つ中間ジョイント部材７２ａに隣接して、冷却媒体供給口７０が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、電解質膜の両側に電極が設けられた電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックに関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルを構成している。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層し、積層方向両端にエンドプレートを配設することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両に組み込まれている。

燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。一方、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。

燃料電池では、積層方向に貫通して燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔と、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とが設けられた、所謂、内部マニホールド型燃料電池が採用されている。燃料ガス連通孔は、燃料ガス供給連通孔及び燃料ガス排出連通孔を有し、酸化剤ガス連通孔は、酸化剤ガス供給連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔を有し、冷却媒体連通孔は、冷却媒体供給連通孔及び冷却媒体排出連通孔を有している。

上記の燃料電池では、少なくとも一方のエンドプレートには、各連通孔に連なって流体（燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体）を供給又は排出する流体マニホールドが設けられている。さらに、流体マニホールドには、流体供給管や流体排出管が接続されており、これらの配管作業が煩雑化するとともに、燃料電池の積層方向に締め付け力を付与することに伴うエンドプレートの変形によって前記流体マニホールドに応力が作用するという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックでは、少なくとも一方のエンドプレートには、所定の連通孔に接続される第１マニホールドと、他の連通孔に接続される第２マニホールドとが装着されている。そして、第１マニホールドと第２マニホールドは、伸縮配管機構を介して接続されている。

このため、加工精度や機械精度等に起因して第１マニホールド及び第２マニホールド間の距離が変動しても、配管作業を確実に行うことができる。これにより、燃料電池スタックの配管構造を有効に簡素化且つコンパクト化するとともに、配管の組み付け作業性を良好に向上させることが可能になる、としている。

特開２００５−１５８２７２号公報

ところで、燃料電池では、一対の冷却媒体供給連通孔と一対の冷却媒体排出連通孔とを有する、所謂、Ｈフロー型冷却媒体流路を採用する場合がある。具体的には、冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体供給連通孔が設けられている。一方、冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体排出連通孔が設けられている。

上記の燃料電池では、一方のエンドプレートには、一対の冷却媒体供給連通孔に連通する一対の冷却媒体供給マニホールドと、一対の冷却媒体排出連通孔に連通する一対の冷却媒体排出マニホールドとが設けられている。このため、一対の冷却媒体供給マニホールド同士、又は一対の冷却媒体排出マニホールド同士を連結するために、特許文献１の技術を援用することが考えられる。

しかしながら、通常、冷却媒体供給マニホールドには、冷却媒体供給口（供給配管）が接続されるとともに、冷却媒体排出マニホールドには、冷却媒体排出口（排出配管）が接続されている。従って、例えば、冷却媒体供給マニホールドには、連結用配管及び供給配管をそれぞれ接続するための構造が必要となり、マニホールド自体が相当に大型化且つ複雑化するというおそれがある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、一対の冷却媒体マニホールド間を確実に連結するとともに、前記一対の冷却媒体マニホールドに応力が発生することを可及的に抑制することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。

本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜の両側に一対の電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されている。燃料電池の積層方向両端には、長方形状のエンドプレートが配設されるとともに、互いに隣接するセパレータ間には、セパレータ面に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が、前記エンドプレートの長辺方向に沿って形成されている。

そして、冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体供給連通孔が設けられている。冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体排出連通孔が設けられている。

一方のエンドプレートの両長辺側には、冷却媒体供給連通孔又は冷却媒体排出連通孔に連通する一対の冷却媒体マニホールドが設けられている。一対の冷却媒体マニホールド間には、円筒状の中間ジョイント部材が接続され、該一対の冷却媒体マニホールドの間で且つ前記中間ジョイント部材に隣接して、冷却媒体供給口又は冷却媒体排出口が設けられている。

また、この燃料電池スタックでは、冷却媒体供給口又は冷却媒体排出口は、一対の冷却媒体マニホールド間の中間位置から一方の冷却媒体マニホールド側に離間して設けられることが好ましい。

さらに、この燃料電池スタックでは、中間ジョイント部材の内径は、一対の冷却媒体マニホールド部材の各接続部の内径よりも大きな寸法に設定されることが好ましい。

さらにまた、この燃料電池スタックでは、中間ジョイント部材の内径は、一対の冷却媒体マニホールド部材の各接続部の内径と同一の寸法に設定されることが好ましい。

本発明によれば、一対の冷却媒体マニホールド間には、円筒状の中間ジョイント部材が接続されている。そして、一対の冷却媒体マニホールドの間で且つ中間ジョイント部材に隣接して、冷却媒体供給口又は冷却媒体排出口が設けられている。このため、例えば、エンドプレートが変形した際に、中間ジョイント部材が変形吸収機能を有することができ、冷却媒体マニホールドに応力が発生することを阻止することが可能になる。しかも、冷却媒体マニホールドに冷却媒体供給口や冷却媒体排出口を接続する必要がなく、前記冷却媒体マニホールドの構造が有効に簡素化される。

これにより、簡単且つコンパクトな構成で、一対の冷却媒体マニホールド間を確実に連結するとともに、前記一対の冷却媒体マニホールドに応力が発生することを可及的に抑制することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係燃料電池スタックの第２エンドプレート側からの概略斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの第１エンドプレート側からの概略斜視説明図である。 前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。 前記第２エンドプレート側の、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。 冷却媒体供給マニホールドと中間ジョイント部材との分解斜視説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの第２エンドプレート側の断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される。燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が電極面を立位姿勢にして水平方向（矢印Ｂ方向）に積層される。なお、複数の燃料電池１２を重力方向（矢印Ｃ方向）に積層して燃料電池スタック１０を構成してもよい。

燃料電池１２の積層方向一端には、第１ターミナルプレート１４ａ、第１絶縁プレート１６ａ及び第１エンドプレート１８ａが、外方に向かって順次配設される。燃料電池１２の積層方向他端には、第２ターミナルプレート１４ｂ、第２絶縁プレート１６ｂ及び第２エンドプレート１８ｂが、外方に向かって順次配設される。

横長形状の第１エンドプレート１８ａの中央部からは、第１ターミナルプレート１４ａに接続された第１電力出力端子２０ａが外方に向かって延在する（図２参照）。横長形状の第２エンドプレート１８ｂの中央部からは、第２ターミナルプレート１４ｂに接続された第２電力出力端子２０ｂが外方に向かって延在する（図１参照）。

第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂの各辺間には、連結バー２２の両端がねじ２４により固定され、複数の積層された燃料電池１２に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。

図３に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体２６と、前記電解質膜・電極構造体２６を挟持する第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０とを備える。

第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０に代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。

第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０は、横長形状を有するとともに、長辺が水平方向（矢印Ａ方向）に延在し且つ短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に延在するように構成される。なお、短辺が水平方向に延在し且つ長辺が重力方向に延在するように構成してもよい。

燃料電池１２の長辺方向（矢印Ａ方向）の一端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔３２ａ及び燃料ガス供給連通孔３４ａが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔３２ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する長方形等の矩形状（又は三角形状）を有する。燃料ガス供給連通孔３４ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する長方形等の矩形状（又は三角形状）を有する。

燃料電池１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出する燃料ガス排出連通孔３４ｂ及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出連通孔３２ｂが設けられる。燃料ガス排出連通孔３４ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔３２ｂは、長方形等の矩形状（又は三角形状）を有する。

燃料電池１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方側（酸化剤ガス供給連通孔３２ａ及び燃料ガス供給連通孔３４ａ側）には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、２つの冷却媒体供給連通孔３６ａが設けられる。冷却媒体供給連通孔３６ａは、冷却媒体を供給するとともに、長方形等の矩形状（又は三角形状）を有し、対向する長辺に上下に設けられる。

燃料電池１２の短辺方向の両端縁部他方側（燃料ガス排出連通孔３４ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔３２ｂ側）には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、２つの冷却媒体排出連通孔３６ｂが設けられる。冷却媒体排出連通孔３６ｂは、冷却媒体を排出するとともに、長方形等の矩形状（又は三角形状）を有し、対向する長辺に上下に設けられる。

電解質膜・電極構造体２６は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜３８と、前記固体高分子電解質膜３８を挟持するカソード電極４０及びアノード電極４２とを備える。

カソード電極４０及びアノード電極４２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）を有する。白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子は、ガス拡散層の表面に一様に塗布されて電極触媒層（図示せず）が形成される。電極触媒層は、固体高分子電解質膜３８の両面に形成される。

第１金属セパレータ２８の電解質膜・電極構造体２６に向かう面２８ａには、酸化剤ガス供給連通孔３２ａと酸化剤ガス排出連通孔３２ｂとを連通する酸化剤ガス流路４４が形成される。酸化剤ガス流路４４は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。

第２金属セパレータ３０の電解質膜・電極構造体２６に向かう面３０ａには、燃料ガス供給連通孔３４ａと燃料ガス排出連通孔３４ｂとを連通する燃料ガス流路４６が形成される。燃料ガス流路４６は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。

第２金属セパレータ３０の面３０ｂと隣接する第１金属セパレータ２８の面２８ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔３６ａ、３６ａと冷却媒体排出連通孔３６ｂ、３６ｂとに連通する冷却媒体流路４８が形成される。冷却媒体流路４８は、水平方向に延在しており、電解質膜・電極構造体２６の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。

第１金属セパレータ２８の面２８ａ、２８ｂには、この第１金属セパレータ２８の外周端縁部を周回して第１シール部材５０が一体成形される。第２金属セパレータ３０の面３０ａ、３０ｂには、この第２金属セパレータ３０の外周端縁部を周回して第２シール部材５２が一体成形される。

第１シール部材５０及び第２シール部材５２としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。

図２に示すように、第１エンドプレート１８ａには、酸化剤ガス供給マニホールド５４ａ、酸化剤ガス排出マニホールド５４ｂ、燃料ガス供給マニホールド５６ａ及び燃料ガス排出マニホールド５６ｂが、それぞれ複数のねじ５８により取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド５４ａ及び酸化剤ガス排出マニホールド５４ｂは、酸化剤ガス供給連通孔３２ａ及び酸化剤ガス排出連通孔３２ｂに連通する。燃料ガス供給マニホールド５６ａ及び燃料ガス排出マニホールド５６ｂは、燃料ガス供給連通孔３４ａ及び燃料ガス排出連通孔３４ｂに連通する。

図１に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、上下の冷却媒体供給連通孔３６ａ、３６ａに一体に連通する一対の冷却媒体供給マニホールド（冷却媒体マニホールド）６０ａ１、６０ａ２が、それぞれ複数のねじ５８により取り付けられる。

図１、図４及び図５に示すように、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１は、板状取り付け部６２ａ１を有し、前記板状取り付け部６２ａ１は、シール６１を介して第２エンドプレート１８ｂの上方側の冷却媒体供給連通孔３６ａに対応して配置される。板状取り付け部６２ａ１は、複数のねじ５８により第２エンドプレート１８ｂに固定される。板状取り付け部６２ａ１から下方に屈曲（又は、湾曲）して本体部６４ａ１が一体成形されるとともに、前記本体部６４ａ１の先端には、円形状の冷却媒体入口６６ａ１が設けられる。

冷却媒体供給マニホールド６０ａ２は、板状取り付け部６２ａ２を有し、前記板状取り付け部６２ａ２は、シール６１を介して第２エンドプレート１８ｂの下方側の冷却媒体供給連通孔３６ａに対応して配置される。板状取り付け部６２ａ２は、複数のねじ５８により第２エンドプレート１８ｂに固定される。板状取り付け部６２ａ２から上方に屈曲（又は、湾曲）して本体部６４ａ２が一体成形される。

本体部６４ａ２は、本体部６４ａ１より長尺に形成され、先端には、円形状の冷却媒体入口６６ａ２が設けられるとともに、途上から水平方向に突出して連結部６８が一体成形される。連結部６８には、冷却媒体供給口（配管）７０が接続される。冷却媒体供給口７０は、一対の冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２間の中間位置から前記冷却媒体供給マニホールド６０ａ２側に離間（近接）して設けられる。図１に示すように、上方の冷却媒体供給連通孔３６ａと連結部６８との距離Ｌ１は、下方の冷却媒体供給連通孔３６ａと前記連結部６８との距離Ｌ２よりも長尺に設定される（Ｌ１＞Ｌ２）。

本体部６４ａ１の冷却媒体入口６６ａ１と本体部６４ａ２の冷却媒体入口６６ａ２とには、冷却媒体供給口７０に隣接して円筒状の中間ジョイント部材７２ａが接続される。中間ジョイント部材７２ａは、両端に大径な接続部７４ａ１、７４ａ２を一体に設けるとともに、前記接続部７４ａ１、７４ａ２の内周と冷却媒体入口６６ａ１、６６ａ２の外周との間には、シール７６ａ１、７６ａ２が介装される。図４に示すように、中間ジョイント部材７２ａの内径ｄ１は、接続部７４ａ１、７４ａ２の各内径ｄ２よりも大きな寸法に設定される（ｄ１＞ｄ２）。

図１に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、上下の冷却媒体排出連通孔３６ｂ、３６ｂに一体に連通する冷却媒体排出マニホールド（冷却媒体マニホールド）６０ｂ１、６０ｂ２が、それぞれ複数のねじ５８により取り付けられる。なお、冷却媒体排出連通孔３６ｂ側は、上記の冷却媒体供給連通孔３６ａ側と同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照数字に、符号ａに代えて符号ｂを付してその詳細な説明は省略する。

冷却媒体排出マニホールド６０ｂ２では、本体部６４ｂ２の連結部６８には、冷却媒体排出口（配管）７８が接続される。上方の冷却媒体排出連通孔３６ｂと連結部６８との距離Ｌ３は、下方の冷却媒体排出連通孔３６ｂと前記連結部６８との距離Ｌ４よりも長尺に設定される（Ｌ３＞Ｌ４）。

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図２に示すように、第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給マニホールド５４ａから酸化剤ガス供給連通孔３２ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート１８ａの燃料ガス供給マニホールド５６ａから燃料ガス供給連通孔３４ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。

一方、図１及び図４に示すように、第２エンドプレート１８ｂの冷却媒体供給口７０から冷却媒体入口６６ａ１、６６ａ２には、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。冷却媒体は、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２を通って一対の冷却媒体供給連通孔３６ａに供給される。

これにより、図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔３２ａから第１金属セパレータ２８の酸化剤ガス流路４４に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４４に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極４０に供給される。

一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔３４ａから第２金属セパレータ３０の燃料ガス流路４６に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路４６に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極４２に供給される。

このため、電解質膜・電極構造体２６では、カソード電極４０に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。

次いで、電解質膜・電極構造体２６のカソード電極４０に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔３２ｂに沿って矢印Ｂ方向に流通し、酸化剤ガス排出マニホールド５４ｂから排出される（図２参照）。一方、電解質膜・電極構造体２６のアノード電極４２に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔３４ｂに沿って矢印Ｂ方向に流通し、燃料ガス排出マニホールド５６ｂから排出される。

また、図３に示すように、一対の冷却媒体供給連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ２８及び第２金属セパレータ３０間の冷却媒体流路４８に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体２６を冷却する。冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔３６ｂに沿って矢印Ｂ方向に流通し、冷却媒体排出マニホールド６０ｂ１、６０ｂ２から冷却媒体排出口７８に排出される（図１参照）。

この場合、第１の実施形態では、図４及び図５に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、上下一対の冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２が設けられている。冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２間には、円筒状の中間ジョイント部材７２ａが接続されている。そして、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２の間で且つ中間ジョイント部材７２ａに隣接して、冷却媒体供給口７０が設けられている。

このため、図４中、二点鎖線で示すように、例えば、第２エンドプレート１８ｂが短辺方向に変形した際に、中間ジョイント部材７２ａが変形吸収機能を有することができる。従って、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２に応力が発生することを阻止することが可能になる。しかも、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１又は６０ａ２に冷却媒体供給口７０を接続する必要がなく、前記冷却媒体供給マニホールド６０ａ１又は６０ａ２の構造が有効に簡素化される。

これにより、簡単且つコンパクトな構成で、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２間を確実に連結するとともに、前記冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２に応力が発生することを可及的に抑制することが可能になるという効果が得られる。一方、冷却媒体排出マニホールド６０ｂ１、６０ｂ２側でも、上記の冷却媒体供給マニホールド６０ａ１、６０ａ２と同様の効果が得られる。なお、本発明では、反応ガスが流通するマニホールドにおいても、適用可能である。

図６は、第２の実施形態に係る燃料電池スタックの第２エンドプレート８０側の断面図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

第２の実施形態では、冷却媒体供給マニホールド６０ａ１を構成する本体部６４ａ１の冷却媒体入口６６ａ１と、冷却媒体供給マニホールド６０ａ２を構成する本体部６４ａ２の冷却媒体入口６６ａ２とには、中間ジョイント部材８２が接続される。

中間ジョイント部材８２は、内周部に段部を介して内方に膨出する肉厚部８２ａを設ける。肉厚部８２ａは、接続部７４ａ１、７４ａ２の各内径ｄ２と同一の内径ｄ２に設定される。なお、本体部６４ａ１、６４ａ２の各外周には、中間ジョイント部材８２の両端位置に対応して係止用フランジ部８４ａ、８４ｂが形成される。

このように構成される第２の実施形態では、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、中間ジョイント部材８２の肉厚部８２ａは、接続部７４ａ１、７４ａ２と同一の内径ｄ２に設定されている。このため、冷却媒体の流れが円滑化されるとともに、圧損の変動を抑制することが可能になる。

１０…燃料電池スタック １２…燃料電池
１８ａ、１８ｂ、８０…エンドプレート
２６…電解質膜・電極構造体 ２８、３０…金属セパレータ
３２ａ…酸化剤ガス供給連通孔 ３２ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
３４ａ…燃料ガス供給連通孔 ３４ｂ…燃料ガス排出連通孔
３６ａ…冷却媒体供給連通孔 ３６ｂ…冷却媒体排出連通孔
３８…固体高分子電解質膜 ４０…カソード電極
４２…アノード電極 ４４…酸化剤ガス流路
４６…燃料ガス流路 ４８…冷却媒体流路
６０ａ１、６０ａ２…冷却媒体供給マニホールド
６０ｂ１、６０ｂ２…冷却媒体排出マニホールド
６２ａ１、６２ａ２…板状取り付け部 ６４ａ１、６４ａ２、６４ｂ２…本体部
６６ａ１、６６ａ２…冷却媒体入口 ６８…連結部
７０…冷却媒体供給口 ７２ａ、８２…中間ジョイント部材
７４ａ１、７４ａ２…接続部 ７８…冷却媒体排出口

Claims (4)

1. 電解質膜の両側に一対の電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されて積層方向両端に長方形状のエンドプレートが配設されるとともに、互いに隣接する前記セパレータ間には、セパレータ面に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が、前記エンドプレートの長辺方向に沿って形成され、前記冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体供給連通孔が設けられ、且つ、前記冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を前記流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体排出連通孔が設けられる燃料電池スタックであって、
   一方の前記エンドプレートの両長辺側には、前記冷却媒体供給連通孔又は前記冷却媒体排出連通孔に連通する一対の冷却媒体マニホールドが設けられるとともに、
   前記一対の冷却媒体マニホールド間には、円筒状の中間ジョイント部材が接続され、該一対の冷却媒体マニホールドの間で且つ前記中間ジョイント部材に隣接して冷却媒体供給口又は冷却媒体排出口が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
2. 請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記冷却媒体供給口又は前記冷却媒体排出口は、前記一対の冷却媒体マニホールド間の中間位置から一方の冷却媒体マニホールド側に離間して設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
3. 請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記中間ジョイント部材の内径は、前記一対の冷却媒体マニホールド部材の各接続部の内径よりも大きな寸法に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
4. 請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記中間ジョイント部材の内径は、前記一対の冷却媒体マニホールド部材の各接続部の内径と同一の寸法に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。

Images