JP2001006718A - 燃料電池スタック - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料ガスおよび／または酸化剤ガスの水分量を
適切に調整するとともに、構成の簡素化を図ることを可
能にする。 【解決手段】除湿機構２４が燃料電池スタック１０に内
蔵されるとともに、この除湿機構２４を構成する第１お
よび第２除湿プレート９６、９８は、燃料ガスの水分量
を単位燃料電池セル１２の温度に応じて調整するための
チャンバ９２を備えている。このチャンバ９２内で結露
により生成された水分が排水手段９４を介して燃料電池
スタック１０から排出される一方、水分量が調整された
燃料ガスが前記単位燃料電池セル１２に供給される。
適切に調整するとともに、構成の簡素化を図ることを可
能にする。 【解決手段】除湿機構２４が燃料電池スタック１０に内
蔵されるとともに、この除湿機構２４を構成する第１お
よび第２除湿プレート９６、９８は、燃料ガスの水分量
を単位燃料電池セル１２の温度に応じて調整するための
チャンバ９２を備えている。このチャンバ９２内で結露
により生成された水分が排水手段９４を介して燃料電池
スタック１０から排出される一方、水分量が調整された
燃料ガスが前記単位燃料電池セル１２に供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質をアノード
側電極とカソード側電極とで挟んで構成される単位燃料
電池セルを、セパレータを介して複数個積層するととも
に、積層方向両端にエンドプレートを配置して一体的に
固定される燃料電池スタックに関する。
側電極とカソード側電極とで挟んで構成される単位燃料
電池セルを、セパレータを介して複数個積層するととも
に、積層方向両端にエンドプレートを配置して一体的に
固定される燃料電池スタックに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、固体高分子型燃料電池は、高分
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成された単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されている。通常、単位燃
料電池セルおよびセパレータを所定数だけ積層すること
により、燃料電池スタックとして使用されている。
子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質の両
側にそれぞれアノード側電極およびカソード側電極を対
設して構成された単位燃料電池セルを、セパレータによ
って挟持することにより構成されている。通常、単位燃
料電池セルおよびセパレータを所定数だけ積層すること
により、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】この種の燃料電池において、アノード側電
極に供給された燃料ガス、例えば、水素ガスは、触媒電
極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質を介
してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電
子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして
利用される。カソード側電極には、酸化剤ガス、例え
ば、酸素ガスあるいは空気が供給されているために、こ
のカソード側電極において、水素イオン、電子および酸
素ガスが反応して水が生成される。
極に供給された燃料ガス、例えば、水素ガスは、触媒電
極上で水素イオン化され、適度に加湿された電解質を介
してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電
子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして
利用される。カソード側電極には、酸化剤ガス、例え
ば、酸素ガスあるいは空気が供給されているために、こ
のカソード側電極において、水素イオン、電子および酸
素ガスが反応して水が生成される。
【０００４】通常、アノード側電極およびカソード側電
極に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスは、電解質を
加湿するために水蒸気を含む流体として燃料電池スタッ
クに設けられたガス流路に導入されている。ところが、
燃料電池スタックの起動時や運転条件の変化等によっ
て、この燃料電池スタック本体の温度が水蒸気を含む流
体の温度よりも低くなる場合がある。
極に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスは、電解質を
加湿するために水蒸気を含む流体として燃料電池スタッ
クに設けられたガス流路に導入されている。ところが、
燃料電池スタックの起動時や運転条件の変化等によっ
て、この燃料電池スタック本体の温度が水蒸気を含む流
体の温度よりも低くなる場合がある。
【０００５】その際、燃料電池スタックのガス供給口付
近で燃料ガス（および／または酸化剤ガス）の温度が低
下して前記燃料電池スタック内で結露が発生し易い。こ
れにより、各単位燃料電池セルの電極反応面に燃料ガス
（および／または酸化剤ガス）を十分に供給することが
できず、発電性能が低下してしまうという問題が指摘さ
れている。このため、ガス流量を増加させて結露を押し
出す、いわゆるパージ操作が行われているが、特に燃料
ガスの消費量が増加するという問題がある。
近で燃料ガス（および／または酸化剤ガス）の温度が低
下して前記燃料電池スタック内で結露が発生し易い。こ
れにより、各単位燃料電池セルの電極反応面に燃料ガス
（および／または酸化剤ガス）を十分に供給することが
できず、発電性能が低下してしまうという問題が指摘さ
れている。このため、ガス流量を増加させて結露を押し
出す、いわゆるパージ操作が行われているが、特に燃料
ガスの消費量が増加するという問題がある。
【０００６】そこで、燃料ガスや酸化剤ガスを含む反応
ガス中の水蒸気を液化させて排出する構造が提案されて
おり、例えば、特開平９−２２７１７号公報にその技術
的思想が開示されている。この従来技術では、燃料電池
スタックの両端部を構成する加圧板内、あるいは、この
加圧板の外側に水滴除去装置が設けられている。水滴除
去装置は貯水室を有するとともに、前記貯水室にガス入
口とガス出口とがそれぞれ連通している。このため、燃
料ガス（および酸化剤ガス）がガス入口から貯水室内に
導入されることにより、ガス中に含有されている水蒸気
が水滴となって前記貯水室内に貯留され、水滴が除去さ
れた燃料ガス（および酸化剤ガス）は、ガス出口から燃
料電池スタック内に導入されることになる。
ガス中の水蒸気を液化させて排出する構造が提案されて
おり、例えば、特開平９−２２７１７号公報にその技術
的思想が開示されている。この従来技術では、燃料電池
スタックの両端部を構成する加圧板内、あるいは、この
加圧板の外側に水滴除去装置が設けられている。水滴除
去装置は貯水室を有するとともに、前記貯水室にガス入
口とガス出口とがそれぞれ連通している。このため、燃
料ガス（および酸化剤ガス）がガス入口から貯水室内に
導入されることにより、ガス中に含有されている水蒸気
が水滴となって前記貯水室内に貯留され、水滴が除去さ
れた燃料ガス（および酸化剤ガス）は、ガス出口から燃
料電池スタック内に導入されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、水滴除去装置が燃料電池スタックの外壁
部を構成する加圧板内、あるいは、この加圧板の外側に
設けられているため、前記水滴除去装置を通過したガス
温度と、前記燃料電池スタックの内部温度とに温度差が
生じ易い。これにより、特に、燃料電池スタックの始動
時等では、水滴除去装置を通ったガス温度が、この燃料
電池スタックの内部温度よりも高くなってしまい、前記
燃料電池スタック内で結露が発生するという問題が指摘
されている。
従来技術では、水滴除去装置が燃料電池スタックの外壁
部を構成する加圧板内、あるいは、この加圧板の外側に
設けられているため、前記水滴除去装置を通過したガス
温度と、前記燃料電池スタックの内部温度とに温度差が
生じ易い。これにより、特に、燃料電池スタックの始動
時等では、水滴除去装置を通ったガス温度が、この燃料
電池スタックの内部温度よりも高くなってしまい、前記
燃料電池スタック内で結露が発生するという問題が指摘
されている。
【０００８】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、結露の発生を有効に阻止するとともに、適正な水蒸
気を含有する燃料ガスおよび／または酸化剤ガスを各単
位燃料電池セルに確実に供給することができ、しかも構
成を簡素化して小型化に適した燃料電池スタックを提供
することを目的とする。
り、結露の発生を有効に阻止するとともに、適正な水蒸
気を含有する燃料ガスおよび／または酸化剤ガスを各単
位燃料電池セルに確実に供給することができ、しかも構
成を簡素化して小型化に適した燃料電池スタックを提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
燃料電池スタックでは、エンドプレート間に除湿機構が
介装されるとともに、この除湿機構には、流体供給口か
ら最初の単位燃料電池セルに至る流路の途中にチャンバ
が設けられている。このため、燃料ガスまたは酸化剤ガ
スの少なくともいずれか一方を含む流体が、流体供給口
からチャンバに導入されると、この流体の水分量が前記
チャンバに近接する単位燃料電池セルの温度に応じて調
整（熱交換）され、余分な水分が排水手段を介して円滑
に排出される一方、適度な水分を含む流体が前記単位燃
料電池セルに供給される。
燃料電池スタックでは、エンドプレート間に除湿機構が
介装されるとともに、この除湿機構には、流体供給口か
ら最初の単位燃料電池セルに至る流路の途中にチャンバ
が設けられている。このため、燃料ガスまたは酸化剤ガ
スの少なくともいずれか一方を含む流体が、流体供給口
からチャンバに導入されると、この流体の水分量が前記
チャンバに近接する単位燃料電池セルの温度に応じて調
整（熱交換）され、余分な水分が排水手段を介して円滑
に排出される一方、適度な水分を含む流体が前記単位燃
料電池セルに供給される。
【００１０】従って、特別な温度制御が不要になるとと
もに、単位燃料電池セル自体の熱を用いて流体の水分量
を調整することができ、簡単な構成で、結露の発生を可
及的に阻止することが可能になる。しかも、除湿機構が
エンドプレート間に介装されるため、燃料電池スタック
全体の小型化が容易に図られる。
もに、単位燃料電池セル自体の熱を用いて流体の水分量
を調整することができ、簡単な構成で、結露の発生を可
及的に阻止することが可能になる。しかも、除湿機構が
エンドプレート間に介装されるため、燃料電池スタック
全体の小型化が容易に図られる。
【００１１】また、請求項２に係る燃料電池スタックで
は、除湿機構を構成する除湿プレートの面内に、チャン
バを構成する複数の流路溝が形成されている。このた
め、除湿プレートの面内に十分な流路長を確保すること
ができ、前記除湿プレートの面内に供給される流体と単
位燃料電池セルとの熱交換が確実に行われ、前記流体の
水分量を好適に調整することが可能になる。
は、除湿機構を構成する除湿プレートの面内に、チャン
バを構成する複数の流路溝が形成されている。このた
め、除湿プレートの面内に十分な流路長を確保すること
ができ、前記除湿プレートの面内に供給される流体と単
位燃料電池セルとの熱交換が確実に行われ、前記流体の
水分量を好適に調整することが可能になる。
【００１２】さらにまた、請求項３に係る燃料電池スタ
ックでは、除湿機構が第１および第２除湿プレートを備
えており、前記第１除湿プレートの面内に設けられた複
数の第１流路溝に沿って流通した流体が、前記第２除湿
プレートに設けられた孔部から該第２除湿プレートの面
内に形成された複数の第２流路溝に供給されて前記第１
流路溝とは逆方向に流される。これにより、第１除湿プ
レートから第２除湿プレートの第１および第２流路溝を
流れて水分量が調整された流体は、所定のガス流路に戻
されて単位燃料電池セルに供給される。これにより、ガ
ス流路の本数が少なくて済み、構成の簡素化が図られ
る。
ックでは、除湿機構が第１および第２除湿プレートを備
えており、前記第１除湿プレートの面内に設けられた複
数の第１流路溝に沿って流通した流体が、前記第２除湿
プレートに設けられた孔部から該第２除湿プレートの面
内に形成された複数の第２流路溝に供給されて前記第１
流路溝とは逆方向に流される。これにより、第１除湿プ
レートから第２除湿プレートの第１および第２流路溝を
流れて水分量が調整された流体は、所定のガス流路に戻
されて単位燃料電池セルに供給される。これにより、ガ
ス流路の本数が少なくて済み、構成の簡素化が図られ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る燃料電池スタック１０の概略構成説明図である。
燃料電池スタック１０は、単位燃料電池セル１２を第１
および第２セパレータ１４、１６を介して複数個積層す
るとともに、積層方向両端に第１および第２エンドプレ
ート１８ａ、１８ｂを介して一体的に固定されている。
に係る燃料電池スタック１０の概略構成説明図である。
燃料電池スタック１０は、単位燃料電池セル１２を第１
および第２セパレータ１４、１６を介して複数個積層す
るとともに、積層方向両端に第１および第２エンドプレ
ート１８ａ、１８ｂを介して一体的に固定されている。
【００１４】第１および第２エンドプレート１８ａ、１
８ｂの内側の面には、それぞれ第１および第２絶縁板２
０ａ、２０ｂを介して第１および第２電極プレート２２
ａ、２２ｂが積層されるとともに、前記第１電極プレー
ト２２ａには、除湿機構２４が積層される。この除湿機
構２４には、シール板２６を介して第１セパレータ１４
が積層されている。燃料電池スタック１０は、全体とし
て直方体状を有しており、例えば、短辺方向（矢印Ａ方
向）が重力方向に指向するとともに、長辺方向（矢印Ｂ
方向）が水平方向に指向して配置される。
８ｂの内側の面には、それぞれ第１および第２絶縁板２
０ａ、２０ｂを介して第１および第２電極プレート２２
ａ、２２ｂが積層されるとともに、前記第１電極プレー
ト２２ａには、除湿機構２４が積層される。この除湿機
構２４には、シール板２６を介して第１セパレータ１４
が積層されている。燃料電池スタック１０は、全体とし
て直方体状を有しており、例えば、短辺方向（矢印Ａ方
向）が重力方向に指向するとともに、長辺方向（矢印Ｂ
方向）が水平方向に指向して配置される。
【００１５】図２および図３に示すように、単位燃料電
池セル１２は、固体高分子電解質膜２８と、この電解質
膜２８を挟むように配設されるアノード側電極３０およ
びカソード側電極３２とを有するとともに、前記アノー
ド側電極３０および前記カソード側電極３２には、例え
ば、多孔質層である多孔質カーボンペーパ等からなる第
１および第２ガス拡散層３４、３６が配設される。
池セル１２は、固体高分子電解質膜２８と、この電解質
膜２８を挟むように配設されるアノード側電極３０およ
びカソード側電極３２とを有するとともに、前記アノー
ド側電極３０および前記カソード側電極３２には、例え
ば、多孔質層である多孔質カーボンペーパ等からなる第
１および第２ガス拡散層３４、３６が配設される。
【００１６】単位燃料電池セル１２の両側には、第１お
よび第２ガスケット３８、４０が設けられ、前記第１ガ
スケット３８は、アノード側電極３０および第１ガス拡
散層３４を収納するための大きな開口部４２を有する一
方、前記第２ガスケット４０は、カソード側電極３２お
よび第２ガス拡散層３６を収納するための大きな開口部
４４を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第２
ガスケット３８、４０とが、第１および第２セパレータ
１４、１６によって挟持される。
よび第２ガスケット３８、４０が設けられ、前記第１ガ
スケット３８は、アノード側電極３０および第１ガス拡
散層３４を収納するための大きな開口部４２を有する一
方、前記第２ガスケット４０は、カソード側電極３２お
よび第２ガス拡散層３６を収納するための大きな開口部
４４を有する。単位燃料電池セル１２と第１および第２
ガスケット３８、４０とが、第１および第２セパレータ
１４、１６によって挟持される。
【００１７】図２および図４に示すように、第１セパレ
ータ１４は、アノード側電極３０に対向する面１４ａお
よび反対側の面１４ｂが長方形状に設定されており、例
えば、長辺４５ａが水平方向に指向するとともに、短辺
４５ｂが重力方向に指向して配置される。
ータ１４は、アノード側電極３０に対向する面１４ａお
よび反対側の面１４ｂが長方形状に設定されており、例
えば、長辺４５ａが水平方向に指向するとともに、短辺
４５ｂが重力方向に指向して配置される。
【００１８】第１セパレータ１４の短辺４５ｂ側の両端
縁部上部側には、水素ガス等の燃料ガスを通過させるた
めの燃料ガス入口４６ａと、酸素ガスまたは空気である
酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス入口４８ａと
が設けられる。第１セパレータ１４の短辺４５ｂ側の両
端縁部略中央側には、純水やエチレングリコールやオイ
ル等の冷却媒体を通過させるための冷却媒体入口５０ａ
および冷却媒体出口５０ｂが設けられるとともに、前記
第１セパレータ１４の短辺４５ｂ側の両端縁部下部側に
は、燃料ガス出口４６ｂと酸化剤ガス出口４８ｂとが燃
料ガス入口４６ａおよび酸化剤ガス入口４８ａとは対角
の位置に設けられている。
縁部上部側には、水素ガス等の燃料ガスを通過させるた
めの燃料ガス入口４６ａと、酸素ガスまたは空気である
酸化剤ガスを通過させるための酸化剤ガス入口４８ａと
が設けられる。第１セパレータ１４の短辺４５ｂ側の両
端縁部略中央側には、純水やエチレングリコールやオイ
ル等の冷却媒体を通過させるための冷却媒体入口５０ａ
および冷却媒体出口５０ｂが設けられるとともに、前記
第１セパレータ１４の短辺４５ｂ側の両端縁部下部側に
は、燃料ガス出口４６ｂと酸化剤ガス出口４８ｂとが燃
料ガス入口４６ａおよび酸化剤ガス入口４８ａとは対角
の位置に設けられている。
【００１９】第１セパレータ１４の面１４ａには、燃料
ガス入口４６ａと燃料ガス出口４６ｂとに連通する燃料
ガス流路５２が形成される。燃料ガス流路５２は、複数
本、例えば、６本の第１ガス流路溝５４を備えており、
前記第１ガス流路溝５４の一端側が燃料ガス入口４６ａ
に連通する。第１ガス流路溝５４は、燃料ガス入口４６
ａ側から水平方向（矢印Ｂ方向）に沿って蛇行しながら
重力方向に移動し、第１および第２集合部５６、５８に
合流した後、４本の第２ガス流路溝６０に連通し、この
第２ガス流路溝６０が水平方向に延在して燃料ガス出口
４６ｂに連通する。
ガス入口４６ａと燃料ガス出口４６ｂとに連通する燃料
ガス流路５２が形成される。燃料ガス流路５２は、複数
本、例えば、６本の第１ガス流路溝５４を備えており、
前記第１ガス流路溝５４の一端側が燃料ガス入口４６ａ
に連通する。第１ガス流路溝５４は、燃料ガス入口４６
ａ側から水平方向（矢印Ｂ方向）に沿って蛇行しながら
重力方向に移動し、第１および第２集合部５６、５８に
合流した後、４本の第２ガス流路溝６０に連通し、この
第２ガス流路溝６０が水平方向に延在して燃料ガス出口
４６ｂに連通する。
【００２０】図２に示すように、セパレータ１４の面１
４ａとは反対側の面１４ｂには、冷却媒体入口５０ａと
冷却媒体出口５０ｂとに連通して冷却媒体流路６２ａ〜
６２ｄが設けられる。冷却媒体流路６２ａ〜６２ｄは、
冷却媒体入口５０ａおよび冷却媒体出口５０ｂに連通す
るそれぞれ１本の主流路溝６４ａ、６４ｂと、前記主流
路溝６４ａ、６４ｂ間に設けられる複数本、例えば、４
本の分岐流路溝６６とを備える。
４ａとは反対側の面１４ｂには、冷却媒体入口５０ａと
冷却媒体出口５０ｂとに連通して冷却媒体流路６２ａ〜
６２ｄが設けられる。冷却媒体流路６２ａ〜６２ｄは、
冷却媒体入口５０ａおよび冷却媒体出口５０ｂに連通す
るそれぞれ１本の主流路溝６４ａ、６４ｂと、前記主流
路溝６４ａ、６４ｂ間に設けられる複数本、例えば、４
本の分岐流路溝６６とを備える。
【００２１】第２セパレータ１６は長方形状に形成され
ており、この第２セパレータ１６の短辺側の両端縁部上
部側には、燃料ガス入口６８ａおよび酸化剤ガス入口７
０ａが貫通形成されるとともに、その両端縁部略中央部
には、冷却媒体入口７２ａおよび冷却媒体出口７２ｂが
貫通形成される。第２セパレータ１６の短辺側の両端縁
部下部側には、燃料ガス出口６８ｂおよび酸化剤ガス出
口７０ｂが燃料ガス入口６８ａおよび酸化剤ガス入口７
０ａと対角位置になるように貫通形成されている。
ており、この第２セパレータ１６の短辺側の両端縁部上
部側には、燃料ガス入口６８ａおよび酸化剤ガス入口７
０ａが貫通形成されるとともに、その両端縁部略中央部
には、冷却媒体入口７２ａおよび冷却媒体出口７２ｂが
貫通形成される。第２セパレータ１６の短辺側の両端縁
部下部側には、燃料ガス出口６８ｂおよび酸化剤ガス出
口７０ｂが燃料ガス入口６８ａおよび酸化剤ガス入口７
０ａと対角位置になるように貫通形成されている。
【００２２】第２セパレータ１６のカソード側電極３２
に対向する面１６ａには、酸化剤ガス入口７０ａと酸化
剤ガス出口７０ｂとを連通する酸化剤ガス流路７４が形
成される。酸化剤ガス流路７４では、燃料ガス流路５２
と同様に、第１ガス流路溝７６と第２ガス流路溝７８と
が第１および第２集合部８０、８２を介して連通形成さ
れている。
に対向する面１６ａには、酸化剤ガス入口７０ａと酸化
剤ガス出口７０ｂとを連通する酸化剤ガス流路７４が形
成される。酸化剤ガス流路７４では、燃料ガス流路５２
と同様に、第１ガス流路溝７６と第２ガス流路溝７８と
が第１および第２集合部８０、８２を介して連通形成さ
れている。
【００２３】図５に示すように、第１エンドプレート１
８ａには、上部側に燃料ガス供給口８４ａと酸化剤ガス
供給口８６ａとが設けられ、その中央部側に冷却媒体供
給口８８ａと冷却媒体排出口８８ｂとが設けられ、その
下部側に燃料ガス排出口８４ｂと酸化剤ガス排出口８６
ｂが設けられるとともに、前記燃料ガス排出口８４ｂと
前記酸化剤ガス排出口８６ｂとの間に排水口９０が設け
られる。
８ａには、上部側に燃料ガス供給口８４ａと酸化剤ガス
供給口８６ａとが設けられ、その中央部側に冷却媒体供
給口８８ａと冷却媒体排出口８８ｂとが設けられ、その
下部側に燃料ガス排出口８４ｂと酸化剤ガス排出口８６
ｂが設けられるとともに、前記燃料ガス排出口８４ｂと
前記酸化剤ガス排出口８６ｂとの間に排水口９０が設け
られる。
【００２４】図１および図６に示すように、除湿機構２
４は、燃料ガスまたは酸化剤ガスの少なくともいずれか
一方（第１の実施形態では、燃料ガス）が供給される燃
料ガス供給口８４ａから最初の単位燃料電池セル１２に
至るガス流路の途中に設けられるチャンバ９２と、この
チャンバ９２内に発生する水を排水口９０から外部に排
出する排水手段９４とを備える。
４は、燃料ガスまたは酸化剤ガスの少なくともいずれか
一方（第１の実施形態では、燃料ガス）が供給される燃
料ガス供給口８４ａから最初の単位燃料電池セル１２に
至るガス流路の途中に設けられるチャンバ９２と、この
チャンバ９２内に発生する水を排水口９０から外部に排
出する排水手段９４とを備える。
【００２５】除湿機構２４は、互いに積層される第１お
よび第２除湿プレート９６、９８を備えており、前記第
１および第２除湿プレート９６、９８の単位燃料電池セ
ル１２側に向かう面９６ａ、９８ａには、チャンバ９２
を構成する複数の流路溝１００ａ、１００ｂおよび１０
２ａ、１０２ｂが形成される。図６および図７に示すよ
うに、第１除湿プレート９６の長手方向両端側には、燃
料ガス入口１０４ａおよび酸化剤ガス入口１０６ａが上
部側に、冷却媒体入り口１０８ａおよび冷却媒体出口１
０８ｂが中央側に、燃料ガス出口１０４ｂおよび酸化剤
ガス出口１０６ｂが下部側に、それぞれ対応して設けら
れる。
よび第２除湿プレート９６、９８を備えており、前記第
１および第２除湿プレート９６、９８の単位燃料電池セ
ル１２側に向かう面９６ａ、９８ａには、チャンバ９２
を構成する複数の流路溝１００ａ、１００ｂおよび１０
２ａ、１０２ｂが形成される。図６および図７に示すよ
うに、第１除湿プレート９６の長手方向両端側には、燃
料ガス入口１０４ａおよび酸化剤ガス入口１０６ａが上
部側に、冷却媒体入り口１０８ａおよび冷却媒体出口１
０８ｂが中央側に、燃料ガス出口１０４ｂおよび酸化剤
ガス出口１０６ｂが下部側に、それぞれ対応して設けら
れる。
【００２６】第１除湿プレート９６に設けられた流路溝
１００ａは、面９６ａ内で燃料ガス入口１０４ａに連通
し、その面中央側に向かって下方向に傾斜する一方、流
路溝１００ｂは、この中央側から酸化剤ガス入口１０６
ａ側に向かって上方に傾斜し、前記酸化剤ガス入口１０
６ａの近傍で溝部１１０に連通する。流路溝１００ａ、
１００ｂを構成する傾斜壁面１１１ａ、１１１ｂの両下
端合流部位には、排水用貫通孔１１２が設けられる（図
７参照）。
１００ａは、面９６ａ内で燃料ガス入口１０４ａに連通
し、その面中央側に向かって下方向に傾斜する一方、流
路溝１００ｂは、この中央側から酸化剤ガス入口１０６
ａ側に向かって上方に傾斜し、前記酸化剤ガス入口１０
６ａの近傍で溝部１１０に連通する。流路溝１００ａ、
１００ｂを構成する傾斜壁面１１１ａ、１１１ｂの両下
端合流部位には、排水用貫通孔１１２が設けられる（図
７参照）。
【００２７】図８に示すように、第２除湿プレート９８
は、第１除湿プレート９６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符号を付して、その詳細な
説明は省略する。第２除湿プレート９８には、第１除湿
プレート９６の燃料ガス入口１０４ａに対応して溝部１
０５が形成されるとともに、前記第１除湿プレート９６
のガス用溝部１１０に連通する貫通孔１１４が形成さ
れ、この貫通孔１１４が流路溝１０２ａに連通する。流
路溝１０２ａは、貫通孔１１４から面９８ａの中央側に
向かって下方向に傾斜し、流路溝１０２ｂは、この中央
から燃料ガス入口１０４ａ側に向かって鉛直上方向に傾
斜し、前記燃料ガス入口１０４ａに連通する。
は、第１除湿プレート９６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符号を付して、その詳細な
説明は省略する。第２除湿プレート９８には、第１除湿
プレート９６の燃料ガス入口１０４ａに対応して溝部１
０５が形成されるとともに、前記第１除湿プレート９６
のガス用溝部１１０に連通する貫通孔１１４が形成さ
れ、この貫通孔１１４が流路溝１０２ａに連通する。流
路溝１０２ａは、貫通孔１１４から面９８ａの中央側に
向かって下方向に傾斜し、流路溝１０２ｂは、この中央
から燃料ガス入口１０４ａ側に向かって鉛直上方向に傾
斜し、前記燃料ガス入口１０４ａに連通する。
【００２８】流路溝１０２ａ、１０２ｂを構成する傾斜
壁面１１５ａ、１１５ｂの両下端合流部位に排水用貫通
孔１１６が設けられ、この排水用貫通孔１１６は、第１
除湿プレート９６の排水用貫通孔１１２を介して排水口
９０に連通する（図８参照）。この排水用貫通孔１１
２、１１６により、排水手段９４が構成されている。
壁面１１５ａ、１１５ｂの両下端合流部位に排水用貫通
孔１１６が設けられ、この排水用貫通孔１１６は、第１
除湿プレート９６の排水用貫通孔１１２を介して排水口
９０に連通する（図８参照）。この排水用貫通孔１１
２、１１６により、排水手段９４が構成されている。
【００２９】このように構成される第１の実施形態に係
る燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明す
る。
る燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明す
る。
【００３０】燃料電池スタック１０内には、燃料ガス
（例えば、炭化水素を改質した水素を含むガス）が供給
されるとともに、酸化剤ガスとして空気（または酸素ガ
ス）が供給され、この燃料ガスが第１セパレータ１４の
燃料ガス入口４６ａから燃料ガス流路５２に導入され
る。図４に示すように、燃料ガス流路５２に供給された
燃料ガスは、第１ガス流路溝５４に導入されて第１セパ
レータ１４の面１４ａの長辺方向（矢印Ｂ方向）に沿っ
て蛇行しながら重力方向に移動する。
（例えば、炭化水素を改質した水素を含むガス）が供給
されるとともに、酸化剤ガスとして空気（または酸素ガ
ス）が供給され、この燃料ガスが第１セパレータ１４の
燃料ガス入口４６ａから燃料ガス流路５２に導入され
る。図４に示すように、燃料ガス流路５２に供給された
燃料ガスは、第１ガス流路溝５４に導入されて第１セパ
レータ１４の面１４ａの長辺方向（矢印Ｂ方向）に沿っ
て蛇行しながら重力方向に移動する。
【００３１】その際、燃料ガス中の水素ガスは、第１ガ
ス拡散層３４を通って単位燃料電池セル１２のアノード
側電極３０に供給される。そして、未使用の燃料ガス
は、第１ガス流路溝５４を通って第１および第２集合部
５６、５８に一旦導入された後、第２ガス流路溝６０に
分配されて矢印Ｂ方向に移動しながらアノード側電極３
０に供給される一方、残余の燃料ガスが燃料ガス出口４
６ｂから排出される。
ス拡散層３４を通って単位燃料電池セル１２のアノード
側電極３０に供給される。そして、未使用の燃料ガス
は、第１ガス流路溝５４を通って第１および第２集合部
５６、５８に一旦導入された後、第２ガス流路溝６０に
分配されて矢印Ｂ方向に移動しながらアノード側電極３
０に供給される一方、残余の燃料ガスが燃料ガス出口４
６ｂから排出される。
【００３２】一方、第２セパレータ１６では、図２に示
すように、酸化剤ガス入口７０ａから酸化剤ガス流路７
４に供給された空気が、面１６ａに沿って水平方向に蛇
行しながら重力方向に移動する。その際、燃料ガス流路
５２に供給された燃料ガスと同様に、空気中の酸素ガス
が第２ガス拡散層３６からカソード側電極３２に供給さ
れる一方、未使用の空気が酸化剤ガス出口７０ｂから排
出される。
すように、酸化剤ガス入口７０ａから酸化剤ガス流路７
４に供給された空気が、面１６ａに沿って水平方向に蛇
行しながら重力方向に移動する。その際、燃料ガス流路
５２に供給された燃料ガスと同様に、空気中の酸素ガス
が第２ガス拡散層３６からカソード側電極３２に供給さ
れる一方、未使用の空気が酸化剤ガス出口７０ｂから排
出される。
【００３３】また、燃料電池スタック１０には冷却媒体
が供給されており、この冷却媒体は、第１および第２セ
パレータ１４、１６の冷却媒体入口５０ａ、７２ａに供
給される。図２に示すように、第１セパレータ１４の冷
却媒体入口５０ａに供給された冷却媒体は、冷却媒体流
路６２ａ〜６２ｄを構成する主流路溝６４ａに導入さ
れ、前記主流路溝６４ａに沿って上方向、水平方向およ
び下方向に向かって流れる。冷却媒体は、それぞれの主
流路溝６４ａから分岐された複数の分岐流路溝６６に導
入され、前記分岐流路溝６６に沿って面１４ｂ内の略全
面にわたり水平方向に流れた後、前記分岐流路溝６６が
合流する主流路溝６４ｂを通って冷却媒体出口５０ｂか
ら排出される。
が供給されており、この冷却媒体は、第１および第２セ
パレータ１４、１６の冷却媒体入口５０ａ、７２ａに供
給される。図２に示すように、第１セパレータ１４の冷
却媒体入口５０ａに供給された冷却媒体は、冷却媒体流
路６２ａ〜６２ｄを構成する主流路溝６４ａに導入さ
れ、前記主流路溝６４ａに沿って上方向、水平方向およ
び下方向に向かって流れる。冷却媒体は、それぞれの主
流路溝６４ａから分岐された複数の分岐流路溝６６に導
入され、前記分岐流路溝６６に沿って面１４ｂ内の略全
面にわたり水平方向に流れた後、前記分岐流路溝６６が
合流する主流路溝６４ｂを通って冷却媒体出口５０ｂか
ら排出される。
【００３４】ところで、燃料電池スタック１０の始動時
や運転状態の変化等によって、この燃料電池スタック１
０自体の温度と、該燃料電池スタック１０に供給される
燃料ガスの温度との間に温度差が生じ、この燃料ガスが
前記燃料電池スタック１０よりも高温となる場合があ
る。
や運転状態の変化等によって、この燃料電池スタック１
０自体の温度と、該燃料電池スタック１０に供給される
燃料ガスの温度との間に温度差が生じ、この燃料ガスが
前記燃料電池スタック１０よりも高温となる場合があ
る。
【００３５】その際、第１の実施形態では、燃料電池ス
タック１０に除湿機構２４が内蔵されており、第１エン
ドプレート１８ａに形成された燃料ガス供給口８４ａに
導入された燃料ガスは、前記除湿機構２４を構成するチ
ャンバ９２を通って最初の単位燃料電池セル１２に供給
される。
タック１０に除湿機構２４が内蔵されており、第１エン
ドプレート１８ａに形成された燃料ガス供給口８４ａに
導入された燃料ガスは、前記除湿機構２４を構成するチ
ャンバ９２を通って最初の単位燃料電池セル１２に供給
される。
【００３６】ここで、図１に示すように、第１および第
２除湿プレート９６、９８が、第１および第２エンドプ
レート１８ａ、１８ｂの内側、より具体的には、第１電
極プレート２２ａと第１セパレータ１４との間に介装さ
れている。この第１および第２除湿プレート９６、９８
は、第１電極プレート２２ａと第１セパレータ１４との
間に電流を流せるように、例えば、カーボンプレートあ
るいはアルミニウム等の金属プレートに表面処理を施し
て構成されており、燃料電池スタック１０全体として同
一温度に維持されている。なお、第１電極プレート２２
ａと第１セパレータ１４とを隣接させ、第１および第２
除湿プレート９６、９８を第１エンドプレート１８ａに
隣接させるようにすれば、前記第１および第２除湿プレ
ート９６、９８の導電性を考慮する必要がない。
２除湿プレート９６、９８が、第１および第２エンドプ
レート１８ａ、１８ｂの内側、より具体的には、第１電
極プレート２２ａと第１セパレータ１４との間に介装さ
れている。この第１および第２除湿プレート９６、９８
は、第１電極プレート２２ａと第１セパレータ１４との
間に電流を流せるように、例えば、カーボンプレートあ
るいはアルミニウム等の金属プレートに表面処理を施し
て構成されており、燃料電池スタック１０全体として同
一温度に維持されている。なお、第１電極プレート２２
ａと第１セパレータ１４とを隣接させ、第１および第２
除湿プレート９６、９８を第１エンドプレート１８ａに
隣接させるようにすれば、前記第１および第２除湿プレ
ート９６、９８の導電性を考慮する必要がない。
【００３７】そして、燃料ガスは、第１エンドプレート
１８ａの燃料ガス供給口８４ａから除湿機構２４を構成
する第１除湿プレート９６の燃料ガス入口１０４ａを介
してチャンバ９２を構成する複数の流路溝１００ａ、１
００ｂに供給される。図６に示すように、流路溝１００
ａ、１００ｂに供給された燃料ガスは、面９６ａ内を流
れる際に冷やされ、余分な水分が除去されてガス用溝部
１１０から第２除湿プレート９８の貫通孔１１４を通っ
て複数の流路溝１０２ａ、１０２ｂに導入される。流路
溝１００ａ、１００ｂで結露した水分は、排水手段９４
を構成する排水用貫通孔１１２から排水口９０を介して
燃料電池スタック１０の外部に排出される。その際、複
数の流路溝１００ａ、１００ｂにより第１除湿プレート
９６の表面積が増大し、燃料ガスと前記第１除湿プレー
ト９６とが効率よく熱交換されることになる。
１８ａの燃料ガス供給口８４ａから除湿機構２４を構成
する第１除湿プレート９６の燃料ガス入口１０４ａを介
してチャンバ９２を構成する複数の流路溝１００ａ、１
００ｂに供給される。図６に示すように、流路溝１００
ａ、１００ｂに供給された燃料ガスは、面９６ａ内を流
れる際に冷やされ、余分な水分が除去されてガス用溝部
１１０から第２除湿プレート９８の貫通孔１１４を通っ
て複数の流路溝１０２ａ、１０２ｂに導入される。流路
溝１００ａ、１００ｂで結露した水分は、排水手段９４
を構成する排水用貫通孔１１２から排水口９０を介して
燃料電池スタック１０の外部に排出される。その際、複
数の流路溝１００ａ、１００ｂにより第１除湿プレート
９６の表面積が増大し、燃料ガスと前記第１除湿プレー
ト９６とが効率よく熱交換されることになる。
【００３８】流路溝１０２ａに供給された燃料ガスは、
この流路溝１０２ａから流路溝１０２ｂに沿って面９８
ａ内を流れながら、第２除湿プレート９８と熱交換され
る。これにより、燃料ガスは第２除湿プレート９８と同
様の温度に冷却され、余分な水分が排水用貫通孔１１６
から排水用貫通孔１１２を介して排水口９０に導出され
る一方、燃料ガスが、単位燃料電池セル１２と同一の温
度に調整されて適正な露点の水蒸気を含んだ状態でこの
単位燃料電池セル１２に供給される。
この流路溝１０２ａから流路溝１０２ｂに沿って面９８
ａ内を流れながら、第２除湿プレート９８と熱交換され
る。これにより、燃料ガスは第２除湿プレート９８と同
様の温度に冷却され、余分な水分が排水用貫通孔１１６
から排水用貫通孔１１２を介して排水口９０に導出され
る一方、燃料ガスが、単位燃料電池セル１２と同一の温
度に調整されて適正な露点の水蒸気を含んだ状態でこの
単位燃料電池セル１２に供給される。
【００３９】このため、燃料電池スタック１０よりも高
温の燃料ガスが単位燃料電池セル１２に直接供給され
て、例えば、第１セパレータ１４の燃料ガス流路５２で
結露が発生することを確実に阻止し、前記燃料電池スタ
ック１０全体の発電能力を有効に向上させることができ
るという効果が得られる。しかも、除湿機構２４が第１
および第２エンドプレート１８ａ、１８ｂ間に組み込ま
れるため、この燃料電池スタック１０全体の小型化が容
易に図られる。また、燃料電池スタック１０自体が燃料
ガスを冷却するための熱交換手段を構成しているため、
特別な温度制御が不要になるという利点がある。
温の燃料ガスが単位燃料電池セル１２に直接供給され
て、例えば、第１セパレータ１４の燃料ガス流路５２で
結露が発生することを確実に阻止し、前記燃料電池スタ
ック１０全体の発電能力を有効に向上させることができ
るという効果が得られる。しかも、除湿機構２４が第１
および第２エンドプレート１８ａ、１８ｂ間に組み込ま
れるため、この燃料電池スタック１０全体の小型化が容
易に図られる。また、燃料電池スタック１０自体が燃料
ガスを冷却するための熱交換手段を構成しているため、
特別な温度制御が不要になるという利点がある。
【００４０】なお、第１の実施形態では、燃料ガスに含
まれる余分な水分を除去する除湿機構２４を用いて説明
したが、同様に構成される除湿機構（図示せず）を用い
て、酸化剤ガスに含まれる余分な水分を除去するように
してもよい。また、燃料ガスおよび酸化剤ガスの除湿を
行うために、燃料電池スタック１０にそれぞれの除湿機
構を組み込んでもよい。
まれる余分な水分を除去する除湿機構２４を用いて説明
したが、同様に構成される除湿機構（図示せず）を用い
て、酸化剤ガスに含まれる余分な水分を除去するように
してもよい。また、燃料ガスおよび酸化剤ガスの除湿を
行うために、燃料電池スタック１０にそれぞれの除湿機
構を組み込んでもよい。
【００４１】図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃
料電池スタック１４０を構成する除湿機構１４２の分解
斜視説明図である。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。
料電池スタック１４０を構成する除湿機構１４２の分解
斜視説明図である。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。
【００４２】除湿機構１４２は、第１および第２除湿プ
レート１４４、１４６を備えており、この第１および第
２除湿プレート１４４、１４６の面１４４ａ、１４６ａ
には、燃料ガス入口１０４ａおよび溝部１０５から燃料
ガス出口１０４ｂ側に向かって下方向に傾斜する複数の
流路溝１４８ａ、１４８ｂおよび１５０ａ、１５０ｂが
形成されている。流路溝１４８ａ、１４８ｂおよび１５
０ａ、１５０ｂは、それぞれの面１４４ａ、１４６ａの
略中央で一旦鉛直方向に連なっており、前記面１４４
ａ、１４６ａの下部側に排水用貫通孔１１２、１１６が
連通している。
レート１４４、１４６を備えており、この第１および第
２除湿プレート１４４、１４６の面１４４ａ、１４６ａ
には、燃料ガス入口１０４ａおよび溝部１０５から燃料
ガス出口１０４ｂ側に向かって下方向に傾斜する複数の
流路溝１４８ａ、１４８ｂおよび１５０ａ、１５０ｂが
形成されている。流路溝１４８ａ、１４８ｂおよび１５
０ａ、１５０ｂは、それぞれの面１４４ａ、１４６ａの
略中央で一旦鉛直方向に連なっており、前記面１４４
ａ、１４６ａの下部側に排水用貫通孔１１２、１１６が
連通している。
【００４３】このように構成される第２の実施形態で
は、燃料電池スタック１４０よりも高温の燃料ガスが除
湿機構１４２に導入されると、この燃料ガスが、先ず、
第１除湿プレート１４４の複数の流路溝１４８ａ、１４
８ｂに沿って流れる際に冷却され、余分な水分が結露と
なって排水用貫通孔１１２から排出され、さらに、第２
除湿プレート１４６の複数の流路溝１５０ａ、１５０ｂ
に供給される。流路溝１５０ａ、１５０ｂに供給された
燃料ガスは、鉛直上方向に傾斜する前記流路溝１５０
ａ、１５０ｂに沿って溝部１０５側に移動しながら水分
が除去された後、単位燃料電池セル１２に供給される。
は、燃料電池スタック１４０よりも高温の燃料ガスが除
湿機構１４２に導入されると、この燃料ガスが、先ず、
第１除湿プレート１４４の複数の流路溝１４８ａ、１４
８ｂに沿って流れる際に冷却され、余分な水分が結露と
なって排水用貫通孔１１２から排出され、さらに、第２
除湿プレート１４６の複数の流路溝１５０ａ、１５０ｂ
に供給される。流路溝１５０ａ、１５０ｂに供給された
燃料ガスは、鉛直上方向に傾斜する前記流路溝１５０
ａ、１５０ｂに沿って溝部１０５側に移動しながら水分
が除去された後、単位燃料電池セル１２に供給される。
【００４４】これにより、第２の実施形態では、燃料ガ
スが第１および第２除湿プレート１４４、１４６のチャ
ンバ９２を通過する際に熱交換されて所定の温度に冷却
されるとともに、余分な水分が除去される。従って、適
度な水蒸気を含んだ燃料ガスが単位燃料電池セル１２に
供給され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
スが第１および第２除湿プレート１４４、１４６のチャ
ンバ９２を通過する際に熱交換されて所定の温度に冷却
されるとともに、余分な水分が除去される。従って、適
度な水蒸気を含んだ燃料ガスが単位燃料電池セル１２に
供給され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】図１０は、本発明の第３の実施形態に係る
燃料電池スタック１６０を構成する除湿機構１６２の分
解斜視説明図である。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。
燃料電池スタック１６０を構成する除湿機構１６２の分
解斜視説明図である。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。
【００４６】除湿機構１６２は、第１および第２除湿プ
レート１６４、１６６を備えており、それぞれの面１６
４ａ、１６６ａに複数の流路溝１６８、１７０が鉛直方
向に向かって形成されている。この除湿機構１６２で
は、それぞれの流路溝１６８、１７０の下部側に凝縮し
た水分を排水用貫通孔１７２に確実に供給するための傾
斜部１７４ａ、１７４ｂが設けられている。
レート１６４、１６６を備えており、それぞれの面１６
４ａ、１６６ａに複数の流路溝１６８、１７０が鉛直方
向に向かって形成されている。この除湿機構１６２で
は、それぞれの流路溝１６８、１７０の下部側に凝縮し
た水分を排水用貫通孔１７２に確実に供給するための傾
斜部１７４ａ、１７４ｂが設けられている。
【００４７】このように構成される第３の実施形態で
は、燃料ガスの圧損が第１および第２の実施形態に比べ
て大きいが、除湿効率が高いという効果がある。しか
も、燃料ガスが第１および第２除湿プレート１６４、１
６６の流路溝１６８、１７０を通る際に余分な水分が除
去されるとともに、この水分が傾斜面１７４ａ、１７４
ｂに沿って排水用貫通孔１７２に確実に排出される等、
第１および第２の実施形態と同様の効果が得られる。
は、燃料ガスの圧損が第１および第２の実施形態に比べ
て大きいが、除湿効率が高いという効果がある。しか
も、燃料ガスが第１および第２除湿プレート１６４、１
６６の流路溝１６８、１７０を通る際に余分な水分が除
去されるとともに、この水分が傾斜面１７４ａ、１７４
ｂに沿って排水用貫通孔１７２に確実に排出される等、
第１および第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】なお、本発明に係る第１〜第３の実施形態
では、それぞれ第１および第２除湿プレート９６９８、
１４４、１４６、１６４および１６６を備えているが、
それぞれ単一の除湿プレートで構成してもよい。また、
排水手段９４として個別の排水用貫通孔１２２、１１６
および１７２を備えているが、燃料ガス出口１０４ｂに
水分を直接排出するように構成してもよい。
では、それぞれ第１および第２除湿プレート９６９８、
１４４、１４６、１６４および１６６を備えているが、
それぞれ単一の除湿プレートで構成してもよい。また、
排水手段９４として個別の排水用貫通孔１２２、１１６
および１７２を備えているが、燃料ガス出口１０４ｂに
水分を直接排出するように構成してもよい。
【００４９】
【発明の効果】本発明に係る燃料電池スタックでは、エ
ンドプレート間に除湿機構が介装され、この除湿機構に
設けられるチャンバに燃料ガスおよび／または酸化剤ガ
スが供給されることにより、単位燃料電池セルの温度に
応じて水分が調整され、所望の水蒸気を含む燃料ガスお
よび／または酸化剤ガスが、各単位燃料電池セルに供給
される。これにより、発電部で結露が発生することを確
実に阻止するとともに、構成が簡素化される。
ンドプレート間に除湿機構が介装され、この除湿機構に
設けられるチャンバに燃料ガスおよび／または酸化剤ガ
スが供給されることにより、単位燃料電池セルの温度に
応じて水分が調整され、所望の水蒸気を含む燃料ガスお
よび／または酸化剤ガスが、各単位燃料電池セルに供給
される。これにより、発電部で結露が発生することを確
実に阻止するとともに、構成が簡素化される。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタッ
クの概略構成説明図である。
クの概略構成説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックを構成する単位燃料電池
セルと第１および第２セパレータの分解斜視説明図であ
る。
セルと第１および第２セパレータの分解斜視説明図であ
る。
【図３】図２に示す単位燃料電池セルと第１および第２
セパレータの概略縦断面説明図である。
セパレータの概略縦断面説明図である。
【図４】前記第１セパレータの一方の面の正面説明図で
ある。
ある。
【図５】前記燃料電池スタックを構成する第１エンドプ
レートの斜視説明図である。
レートの斜視説明図である。
【図６】前記燃料電池スタックを構成する除湿機構の分
解斜視説明図である。
解斜視説明図である。
【図７】前記除湿機構を構成する第１除湿プレートの正
面説明図である。
面説明図である。
【図８】前記除湿機構を構成する第２除湿プレートの正
面説明図である。
面説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタッ
クを構成する除湿機構の分解斜視説明図である。
クを構成する除湿機構の分解斜視説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタ
ックを構成する除湿機構の分解斜視説明図である。
ックを構成する除湿機構の分解斜視説明図である。
１０、１４０、１６０…燃料電池スタック １２…単位燃料電池セル １４、１６…セパ
レータ １８ａ、１８ｂ…エンドプレート ２２ａ、２２ｂ…
電極プレート ２４、１４２、１６２…除湿機構 ２８…電解質膜 ３０…アノード側電極 ３２…カソード側
電極 ５２…燃料ガス流路 ６２ａ〜６２ｄ…
冷却媒体流路 ７４…酸化剤ガス流路 ８４ａ…燃料ガス
供給口 ８４ｂ…燃料ガス排出口 ８６ａ…酸化剤ガ
ス供給口 ８６ｂ…酸化剤ガス排出口 ８８ａ…冷却媒体
供給口 ８８ｂ…冷却媒体排出口 ９０…排水口 ９２…チャンバ ９４…排水手段 ９６、９８、１４４、１４６、１６４、１６６…除湿プ
レート １００ａ、１００ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１４８ａ、
１４８ｂ、１５０ａ、１５０ｂ、１６８、１７０…流路
溝 １０４ａ…燃料ガス入口 １０４ｂ…燃料ガ
ス出口 １０５、１１０…溝部 １０６ａ…酸化剤
ガス入口 １０６ｂ…酸化剤ガス出口 １０８ａ…冷却媒
体入り口 １０８ｂ…冷却媒体出口 １１２、１１４、１１６、１７２…貫通孔
レータ １８ａ、１８ｂ…エンドプレート ２２ａ、２２ｂ…
電極プレート ２４、１４２、１６２…除湿機構 ２８…電解質膜 ３０…アノード側電極 ３２…カソード側
電極 ５２…燃料ガス流路 ６２ａ〜６２ｄ…
冷却媒体流路 ７４…酸化剤ガス流路 ８４ａ…燃料ガス
供給口 ８４ｂ…燃料ガス排出口 ８６ａ…酸化剤ガ
ス供給口 ８６ｂ…酸化剤ガス排出口 ８８ａ…冷却媒体
供給口 ８８ｂ…冷却媒体排出口 ９０…排水口 ９２…チャンバ ９４…排水手段 ９６、９８、１４４、１４６、１６４、１６６…除湿プ
レート １００ａ、１００ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１４８ａ、
１４８ｂ、１５０ａ、１５０ｂ、１６８、１７０…流路
溝 １０４ａ…燃料ガス入口 １０４ｂ…燃料ガ
ス出口 １０５、１１０…溝部 １０６ａ…酸化剤
ガス入口 １０６ｂ…酸化剤ガス出口 １０８ａ…冷却媒
体入り口 １０８ｂ…冷却媒体出口 １１２、１１４、１１６、１７２…貫通孔
Claims (3)
- 【請求項１】電解質をアノード側電極とカソード側電極
とで挟んで構成される単位燃料電池セルを、セパレータ
を介して複数個積層するとともに、積層方向両端にエン
ドプレートを配置して一体的に固定される燃料電池スタ
ックであって、 前記エンドプレート間に除湿機構が介装されるととも
に、 前記除湿機構は、前記アノード側電極に供給される燃料
ガスまたは前記カソード側電極に供給される酸化剤ガス
の少なくともいずれか一方を含む流体が供給される流体
供給口から最初の前記単位燃料電池セルに至るガス流路
の途中に設けられ、前記流体の水分量を該単位燃料電池
セルの温度に応じて調整するためのチャンバと、 前記チャンバ内に発生する水を該チャンバから排出する
排水手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池スタック。 - 【請求項２】請求項１記載の燃料電池スタックにおい
て、前記除湿機構は除湿プレートを備え、 前記除湿プレートの面内には、前記チャンバを構成する
複数の流路溝が形成されることを特徴とする燃料電池ス
タック。 - 【請求項３】請求項１記載の燃料電池スタックにおい
て、前記除湿機構は互いに積層される第１および第２除
湿プレートを備え、 前記第１および第２除湿プレートの面内には、前記チャ
ンバを構成する複数の第１および第２流路溝が形成され
るとともに、 前記第２除湿プレートには、前記第１流路溝に供給され
た前記流体を、前記第２流路溝に供給して該第１流路溝
とは逆方向に流すための孔部が設けられることを特徴と
する燃料電池スタック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17155699A JP3519987B2 (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 燃料電池スタック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17155699A JP3519987B2 (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 燃料電池スタック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001006718A true JP2001006718A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3519987B2 JP3519987B2 (ja) | 2004-04-19 |
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ID=15925331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17155699A Expired - Fee Related JP3519987B2 (ja) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | 燃料電池スタック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519987B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003030291A3 (de) * | 2001-09-27 | 2004-01-08 | Siemens Ag | Brennstoffzellenblock |
| US7588851B2 (en) | 2002-05-20 | 2009-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack structure |
-
1999
- 1999-06-17 JP JP17155699A patent/JP3519987B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003030291A3 (de) * | 2001-09-27 | 2004-01-08 | Siemens Ag | Brennstoffzellenblock |
| US7338728B2 (en) | 2001-09-27 | 2008-03-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Fuel cell block including a water separator |
| US7588851B2 (en) | 2002-05-20 | 2009-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell stack structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3519987B2 (ja) | 2004-04-19 |
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