JP2003223922A - 固体高分子型燃料電池 - Google Patents
固体高分子型燃料電池Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池スタックにおける電池プレートの反
応ガス（酸化剤ガス又は燃料ガス）排出口に溜まる凝縮
水により、反応ガスの流れが阻害されないようにした固
体高分子型燃料電池を提供する。 【解決手段】 電池プレート１に酸化剤流路２が蛇行状
に屈曲形成され、その下端部を流路入口２ａ、上端部を
流路出口２ｂとする。電池プレート１の側部に設ける酸
化剤排出マニホールド４は、流路出口２ｂより下方に延
長形成する。この酸化剤排気マニホールド４は、流路出
口２ｂより下方に燃料電池スタック外へ排気ガスとして
導く排出口４ａを備える。酸化剤流路出口２ｂ付近で生
じる凝縮水９は、酸化剤排出マニホールド４に沿って下
方に移動し、排出口４ａの下部に溜まる。この排出口４
ａは流路出口２ｂより下方に位置しているため、凝縮水
９が溜まっても酸化剤ガスの流れを阻害しない。
応ガス（酸化剤ガス又は燃料ガス）排出口に溜まる凝縮
水により、反応ガスの流れが阻害されないようにした固
体高分子型燃料電池を提供する。 【解決手段】 電池プレート１に酸化剤流路２が蛇行状
に屈曲形成され、その下端部を流路入口２ａ、上端部を
流路出口２ｂとする。電池プレート１の側部に設ける酸
化剤排出マニホールド４は、流路出口２ｂより下方に延
長形成する。この酸化剤排気マニホールド４は、流路出
口２ｂより下方に燃料電池スタック外へ排気ガスとして
導く排出口４ａを備える。酸化剤流路出口２ｂ付近で生
じる凝縮水９は、酸化剤排出マニホールド４に沿って下
方に移動し、排出口４ａの下部に溜まる。この排出口４
ａは流路出口２ｂより下方に位置しているため、凝縮水
９が溜まっても酸化剤ガスの流れを阻害しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応ガス流路を形
成した電池プレートに特徴を有する固体高分子型燃料電
池に関する。
成した電池プレートに特徴を有する固体高分子型燃料電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体高分子型燃料電池は、固体高
分子電解質膜の一方の面にアノード（燃料極）を他方の
面にカソード（酸化剤極）を配してなる単セルを、電池
プレート（セパレータ）で挟み付けるようにして多数積
層することで燃料電池スタックが形成されている。前記
アノードに接する電池プレート面には燃料流路が形成さ
れ、カソードに接する電池プレート面には酸化剤流路が
形成される。
分子電解質膜の一方の面にアノード（燃料極）を他方の
面にカソード（酸化剤極）を配してなる単セルを、電池
プレート（セパレータ）で挟み付けるようにして多数積
層することで燃料電池スタックが形成されている。前記
アノードに接する電池プレート面には燃料流路が形成さ
れ、カソードに接する電池プレート面には酸化剤流路が
形成される。
【０００３】電池プレートは、通常燃料（水素主体の改
質ガス又は水素ガス）供給マニホールド、燃料排出マニ
ホールド、酸化剤（空気又は酸素ガス）供給マニホール
ド、酸化剤排出マニホールドが前記燃料流路又は酸化剤
流路と関連して形成されている。各マニホールドには供
給口又は排出口が電池プレートを貫通して設けられ、こ
れらの供給口又は排出口は燃料電池スタックにおいて積
層方向に連通し、燃料供給路、燃料排出路、酸化剤供給
路、酸化剤排出路をそれぞれ構成している（例えば、特
開平９−９２３０８号公報）。
質ガス又は水素ガス）供給マニホールド、燃料排出マニ
ホールド、酸化剤（空気又は酸素ガス）供給マニホール
ド、酸化剤排出マニホールドが前記燃料流路又は酸化剤
流路と関連して形成されている。各マニホールドには供
給口又は排出口が電池プレートを貫通して設けられ、こ
れらの供給口又は排出口は燃料電池スタックにおいて積
層方向に連通し、燃料供給路、燃料排出路、酸化剤供給
路、酸化剤排出路をそれぞれ構成している（例えば、特
開平９−９２３０８号公報）。
【０００４】燃料電池スタックの燃料供給口に改質ガス
等の燃料ガスが供給されると、この燃料ガスは前記燃料
供給路を通過しながら各電池プレートの燃料供給マニホ
ールドに分配供給され、その燃料供給マニホールドから
燃料流路にそれぞれ供給される。これと同様に、燃料電
池スタックの酸化剤供給路に空気等の酸化剤ガスが供給
されると、この酸化剤ガスは前記酸化剤供給路を通過し
ながら各電池プレートの酸化剤供給マニホールドに分配
供給され、その酸化剤供給マニホールドから酸化剤流路
にそれぞれ供給される。
等の燃料ガスが供給されると、この燃料ガスは前記燃料
供給路を通過しながら各電池プレートの燃料供給マニホ
ールドに分配供給され、その燃料供給マニホールドから
燃料流路にそれぞれ供給される。これと同様に、燃料電
池スタックの酸化剤供給路に空気等の酸化剤ガスが供給
されると、この酸化剤ガスは前記酸化剤供給路を通過し
ながら各電池プレートの酸化剤供給マニホールドに分配
供給され、その酸化剤供給マニホールドから酸化剤流路
にそれぞれ供給される。
【０００５】各電池プレートに分配供給された燃料ガス
と酸化剤ガスとにより、前記固体高分子電解質膜を介し
て電気化学反応が起こり、起電力を生じる。これらの起
電力を集めて燃料電池スタックから取り出し、ＤＣ／Ａ
Ｃインバータ等の電力変換装置で所望の電力に変換して
使用に供される。
と酸化剤ガスとにより、前記固体高分子電解質膜を介し
て電気化学反応が起こり、起電力を生じる。これらの起
電力を集めて燃料電池スタックから取り出し、ＤＣ／Ａ
Ｃインバータ等の電力変換装置で所望の電力に変換して
使用に供される。
【０００６】各電池プレートで未反応に終わった燃料ガ
スは、前記燃料排出マニホールドに排出され、燃料電池
スタックの積層方向に連通する燃料排出路を経て外部に
排出される。排出された未反応燃料ガスは、燃料改質装
置の改質器バーナに導かれて燃焼される。一方、各電池
プレートで未反応に終わった酸化剤ガスは、前記酸化剤
排出マニホールドに排出され、燃料電池スタックの積層
方向に連通する酸化剤排出路を経て外部に排出される。
スは、前記燃料排出マニホールドに排出され、燃料電池
スタックの積層方向に連通する燃料排出路を経て外部に
排出される。排出された未反応燃料ガスは、燃料改質装
置の改質器バーナに導かれて燃焼される。一方、各電池
プレートで未反応に終わった酸化剤ガスは、前記酸化剤
排出マニホールドに排出され、燃料電池スタックの積層
方向に連通する酸化剤排出路を経て外部に排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の固
体高分子型燃料電池においては、固体高分子電解質膜を
湿潤状態に保持するため、反応ガスは燃料電池システム
内に設けられた水タンクで加湿した後、加湿反応ガスと
して燃料電池スタックに供給される。しかしながら、加
湿反応ガス中の水分が凝縮することにより凝縮水が発生
し、この凝縮水が電池プレートの反応ガス流路に付着す
ると、反応ガスの流れを阻害して発電性能を低下させる
問題があった。図２に示すような従来構造の電池プレー
トであると、電池プレートＡの反応ガス排出口Ｂ（反応
ガス排出路）が反応ガス流路Ｃの出口に位置しているた
め、排出口Ｂの下部に凝縮水Ｄが溜まって反応ガス流路
出口を狭め、反応ガスの流れを阻害する事態が発生し
た。
体高分子型燃料電池においては、固体高分子電解質膜を
湿潤状態に保持するため、反応ガスは燃料電池システム
内に設けられた水タンクで加湿した後、加湿反応ガスと
して燃料電池スタックに供給される。しかしながら、加
湿反応ガス中の水分が凝縮することにより凝縮水が発生
し、この凝縮水が電池プレートの反応ガス流路に付着す
ると、反応ガスの流れを阻害して発電性能を低下させる
問題があった。図２に示すような従来構造の電池プレー
トであると、電池プレートＡの反応ガス排出口Ｂ（反応
ガス排出路）が反応ガス流路Ｃの出口に位置しているた
め、排出口Ｂの下部に凝縮水Ｄが溜まって反応ガス流路
出口を狭め、反応ガスの流れを阻害する事態が発生し
た。
【０００８】本発明は、このような従来の事態に対処す
るためになされ、電池プレートの反応ガス排出口に溜ま
る凝縮水により、反応ガスの流れが阻害されないように
した固体高分子型燃料電池を提供することを目的とす
る。
るためになされ、電池プレートの反応ガス排出口に溜ま
る凝縮水により、反応ガスの流れが阻害されないように
した固体高分子型燃料電池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】上記の目的を達成するた
めの本発明の手段は、請求項１に記載したように電解質
膜の一方の面に燃料極を他方の面に酸化剤極を配してな
る単セルを、電池プレートを介して垂直状態で面方向に
多数積層して燃料電池スタックを形成する固体高分子型
燃料電池において、燃料ガスもしくは酸化剤ガスのうち
少なくとも一方の反応ガスを流す電池プレートは垂直方
向に反応ガス排出マニホールドを有し、この反応ガス排
出マニホールドは、電池プレートの反応ガス流路出口よ
り下方に延長形成されていることを特徴とする固体高分
子型燃料電池を要旨とする。又、請求項２のように、前
記反応ガス排出マニホールドは、反応ガス流路出口より
下方にスタック外へ導く反応ガス排出口を備えているこ
と、請求項３のように、燃料電池プレートに形成される
反応ガス流路は蛇行状の屈曲流路であること、請求項４
のように、前記反応ガスは、反応ガス流路に沿って電池
プレートの下部から上部に流れること、請求項５のよう
に、反応ガス排出マニホールドは内部に燃料電池スタッ
クを締め付けるタイロッドが積層方向に貫通しているこ
と、を特徴とするものである。
めの本発明の手段は、請求項１に記載したように電解質
膜の一方の面に燃料極を他方の面に酸化剤極を配してな
る単セルを、電池プレートを介して垂直状態で面方向に
多数積層して燃料電池スタックを形成する固体高分子型
燃料電池において、燃料ガスもしくは酸化剤ガスのうち
少なくとも一方の反応ガスを流す電池プレートは垂直方
向に反応ガス排出マニホールドを有し、この反応ガス排
出マニホールドは、電池プレートの反応ガス流路出口よ
り下方に延長形成されていることを特徴とする固体高分
子型燃料電池を要旨とする。又、請求項２のように、前
記反応ガス排出マニホールドは、反応ガス流路出口より
下方にスタック外へ導く反応ガス排出口を備えているこ
と、請求項３のように、燃料電池プレートに形成される
反応ガス流路は蛇行状の屈曲流路であること、請求項４
のように、前記反応ガスは、反応ガス流路に沿って電池
プレートの下部から上部に流れること、請求項５のよう
に、反応ガス排出マニホールドは内部に燃料電池スタッ
クを締め付けるタイロッドが積層方向に貫通しているこ
と、を特徴とするものである。
【００１０】本発明では、電池プレートに垂直方向に設
ける反応ガス排出マニホールドを、反応ガス流路出口よ
り下方に延長して形成したので、凝縮水は反応ガス排出
マニホールドの下方に移動する。又、反応ガス排出マニ
ホールドは、反応ガス流路の出口より下方に燃料電池ス
タック外へ導く反応ガス排出口を備えることで、その下
部に凝縮水が溜まっても反応ガス流路出口を狭めること
はなく、反応ガスの流れを阻害しない。燃料電池プレー
トに形成される反応ガス流路が、蛇行状の屈曲流路であ
って、電池プレートの下部から上部に流すことによって
反応ガス流路出口が反応ガス流路の上部にくるため、反
応ガス排出口を反応ガス流路出口より下方向に電池プレ
ートのスペースを有効利用しながら設置できる。更に、
反応ガス排出マニホールドの内部に、燃料電池スタック
を締め付けるタイロッドを積層方向に貫通させることが
できる。
ける反応ガス排出マニホールドを、反応ガス流路出口よ
り下方に延長して形成したので、凝縮水は反応ガス排出
マニホールドの下方に移動する。又、反応ガス排出マニ
ホールドは、反応ガス流路の出口より下方に燃料電池ス
タック外へ導く反応ガス排出口を備えることで、その下
部に凝縮水が溜まっても反応ガス流路出口を狭めること
はなく、反応ガスの流れを阻害しない。燃料電池プレー
トに形成される反応ガス流路が、蛇行状の屈曲流路であ
って、電池プレートの下部から上部に流すことによって
反応ガス流路出口が反応ガス流路の上部にくるため、反
応ガス排出口を反応ガス流路出口より下方向に電池プレ
ートのスペースを有効利用しながら設置できる。更に、
反応ガス排出マニホールドの内部に、燃料電池スタック
を締め付けるタイロッドを積層方向に貫通させることが
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る固体高分子型
燃料電池（酸化剤マニホールドが横にある場合）の実施
形態について添付図面により説明する。図１において、
１は電池プレートであり、その一面に複数並設された凹
溝からなる酸化剤流路２が横向きに蛇行する屈曲形態に
形成され、その下端部を流路入口２ａ、上端部を流路出
口２ｂとしてある。
燃料電池（酸化剤マニホールドが横にある場合）の実施
形態について添付図面により説明する。図１において、
１は電池プレートであり、その一面に複数並設された凹
溝からなる酸化剤流路２が横向きに蛇行する屈曲形態に
形成され、その下端部を流路入口２ａ、上端部を流路出
口２ｂとしてある。
【００１２】電池プレート１の一方の側部には凹溝状の
酸化剤供給マニホールド３が垂直方向に形成され、その
上部には供給口３ａが電池プレート１を貫通して設けら
れている。この反応ガス供給マニホールド３は、下部に
おいて前記酸化剤流路２の流路入口２ａに連通してい
る。
酸化剤供給マニホールド３が垂直方向に形成され、その
上部には供給口３ａが電池プレート１を貫通して設けら
れている。この反応ガス供給マニホールド３は、下部に
おいて前記酸化剤流路２の流路入口２ａに連通してい
る。
【００１３】電池プレート１の他方の側部には凹溝状の
酸化剤排出マニホールド４が垂直方向に形成され、その
下部には排出口４ａが電池プレート１を貫通して設けら
れている。この酸化剤排出マニホールド４は、上部にお
いて前記酸化剤流路２の流路出口２ｂに連通している。
酸化剤排出マニホールド４が垂直方向に形成され、その
下部には排出口４ａが電池プレート１を貫通して設けら
れている。この酸化剤排出マニホールド４は、上部にお
いて前記酸化剤流路２の流路出口２ｂに連通している。
【００１４】前記酸化剤供給マニホールド３の供給口３
ａ及び酸化剤排出マニホールド４の排出口４ａは、燃料
電池スタックの積層方向に連通してそれぞれ酸化剤供給
路、酸化剤排出路を構成する。これにより、燃料電池ス
タックの端部から酸化剤供給路に加湿酸化剤ガスが供給
されると、この加湿酸化剤ガスは酸化剤供給路を通過し
ながら各電池プレート１の酸化剤供給マニホールド３に
分配供給され、未反応に終わった酸化剤ガスは酸化剤排
出マニホールド４に排出され、更に酸化剤排出路を通過
して燃料電池スタックの端部から排気ガスとして外部に
排出される。
ａ及び酸化剤排出マニホールド４の排出口４ａは、燃料
電池スタックの積層方向に連通してそれぞれ酸化剤供給
路、酸化剤排出路を構成する。これにより、燃料電池ス
タックの端部から酸化剤供給路に加湿酸化剤ガスが供給
されると、この加湿酸化剤ガスは酸化剤供給路を通過し
ながら各電池プレート１の酸化剤供給マニホールド３に
分配供給され、未反応に終わった酸化剤ガスは酸化剤排
出マニホールド４に排出され、更に酸化剤排出路を通過
して燃料電池スタックの端部から排気ガスとして外部に
排出される。
【００１５】電池プレート１の下部には、燃料排出口５
及び冷却水供給口６が貫通して形成され、電池プレート
１の上部には燃料供給口７及び冷却水排出口８が貫通し
て形成されている。これらは燃料電池スタックの積層方
向にそれぞれ連通して燃料排出路、冷却水供給路、燃料
供給路、冷却水排出路を構成する。
及び冷却水供給口６が貫通して形成され、電池プレート
１の上部には燃料供給口７及び冷却水排出口８が貫通し
て形成されている。これらは燃料電池スタックの積層方
向にそれぞれ連通して燃料排出路、冷却水供給路、燃料
供給路、冷却水排出路を構成する。
【００１６】電池プレート１の酸化剤流路２面と反対側
の面には、図示は省略したが燃料流路が形成され、且つ
前記燃料排出口５に関連する燃料排出マニホールドと、
燃料供給口７に関連する燃料供給マニホールドとが設け
られる。又、燃料電池スタック内には冷却用のプレート
が介在されるが、この冷却プレートには前記冷却水排出
口８に関連する冷却水排出マニホールドと、冷却水供給
口６に関連する冷却水供給マニホールドとが設けられ
る。
の面には、図示は省略したが燃料流路が形成され、且つ
前記燃料排出口５に関連する燃料排出マニホールドと、
燃料供給口７に関連する燃料供給マニホールドとが設け
られる。又、燃料電池スタック内には冷却用のプレート
が介在されるが、この冷却プレートには前記冷却水排出
口８に関連する冷却水排出マニホールドと、冷却水供給
口６に関連する冷却水供給マニホールドとが設けられ
る。
【００１７】前記電池プレート１の酸化剤供給マニホー
ルド３に分配供給された加湿酸化剤ガスは、下端部の流
路入口２ａから酸化剤流路２内に流入し、横に蛇行しな
がら流れて上端部の流路出口２ｂに至る。この電池プレ
ート１の酸化剤流路２面は、前記のように固体高分子電
解質膜のカソードに面接合しており、反対側の燃料流路
面はアノードに面接合している。そして、燃料流路には
前記燃料供給路から分配供給される燃料ガスが、燃料供
給マニホールドを介して流れる。
ルド３に分配供給された加湿酸化剤ガスは、下端部の流
路入口２ａから酸化剤流路２内に流入し、横に蛇行しな
がら流れて上端部の流路出口２ｂに至る。この電池プレ
ート１の酸化剤流路２面は、前記のように固体高分子電
解質膜のカソードに面接合しており、反対側の燃料流路
面はアノードに面接合している。そして、燃料流路には
前記燃料供給路から分配供給される燃料ガスが、燃料供
給マニホールドを介して流れる。
【００１８】このようにして燃料ガスと酸化剤ガスとが
電池プレート１に供給され、固体高分子電解質膜を介し
て電気化学反応が生じることにより直流電力が発電され
る。この発電時において、前記酸化剤流路２を流れる加
湿酸化剤ガスは、特に流路出口２ｂ付近で水分が凝縮し
て凝縮水が発生することが多い。
電池プレート１に供給され、固体高分子電解質膜を介し
て電気化学反応が生じることにより直流電力が発電され
る。この発電時において、前記酸化剤流路２を流れる加
湿酸化剤ガスは、特に流路出口２ｂ付近で水分が凝縮し
て凝縮水が発生することが多い。
【００１９】凝縮により生じた凝縮水９は、流路出口２
ｂ付近から酸化剤排出マニホールド４に沿って下方に移
動し、排出口４ａの下端部に溜まる。排出口４ａの下端
部に凝縮水９が溜まっても、この排出口４ａは酸化剤流
路出口２ｂよりも下方に位置しているため、流路出口２
ｂが凝縮水９によって狭められることはない。従って、
酸化剤流路２を流れる酸化剤ガスの流れは阻害されず、
発電性能を良好に保持することができる。
ｂ付近から酸化剤排出マニホールド４に沿って下方に移
動し、排出口４ａの下端部に溜まる。排出口４ａの下端
部に凝縮水９が溜まっても、この排出口４ａは酸化剤流
路出口２ｂよりも下方に位置しているため、流路出口２
ｂが凝縮水９によって狭められることはない。従って、
酸化剤流路２を流れる酸化剤ガスの流れは阻害されず、
発電性能を良好に保持することができる。
【００２０】電池プレート１で未反応に終わった酸化剤
ガスは、前記のように流路出口２ｂから酸化剤排出マニ
ホールド４内に排出される。そして、排出口４ａ（酸化
剤排出路）を経て燃料電池スタックの端部から外部に排
出される。
ガスは、前記のように流路出口２ｂから酸化剤排出マニ
ホールド４内に排出される。そして、排出口４ａ（酸化
剤排出路）を経て燃料電池スタックの端部から外部に排
出される。
【００２１】この未反応酸化剤ガスが排気口４ａを通過
する際に、前記排出口４ａの下部に溜まっている凝縮水
９を速やかに排除するため、多量の凝縮水が排出口４ａ
の下部に長時間滞留することない。従って、未反応酸化
剤ガスの流れも凝縮水９によって阻害されることなく、
前記のように酸化剤排出路を経て燃料電池スタックの外
部に円滑に排出される。
する際に、前記排出口４ａの下部に溜まっている凝縮水
９を速やかに排除するため、多量の凝縮水が排出口４ａ
の下部に長時間滞留することない。従って、未反応酸化
剤ガスの流れも凝縮水９によって阻害されることなく、
前記のように酸化剤排出路を経て燃料電池スタックの外
部に円滑に排出される。
【００２２】ところで、酸化剤排出マニホールド４の一
部を利用し、燃料電池スタックの締付用タイロッド１０
を貫通させて設けることが可能である。この際、タイロ
ッド１０と酸化剤排出マニホールド４との間にガスの流
れる隙間を設けておく。この隙間によってガスの流れを
絞ることで流速を速め、排出口４ａ下部に溜まる凝縮水
９を短時間で排除することができる。
部を利用し、燃料電池スタックの締付用タイロッド１０
を貫通させて設けることが可能である。この際、タイロ
ッド１０と酸化剤排出マニホールド４との間にガスの流
れる隙間を設けておく。この隙間によってガスの流れを
絞ることで流速を速め、排出口４ａ下部に溜まる凝縮水
９を短時間で排除することができる。
【００２３】上記の実施形態では、電池プレートの酸化
剤マニホールドが横方向に位置する場合について説明し
たが、電池プレートの燃料マニホールドが横方向に位置
する場合にも同様に実施して効果をあげることが可能で
ある。要するに、反応ガスが酸化剤ガスであっても燃料
ガスであっても同様に適用することができる。
剤マニホールドが横方向に位置する場合について説明し
たが、電池プレートの燃料マニホールドが横方向に位置
する場合にも同様に実施して効果をあげることが可能で
ある。要するに、反応ガスが酸化剤ガスであっても燃料
ガスであっても同様に適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、固体高
分子型燃料電池の燃料電池スタックにおいて、電池プレ
ートに設ける反応ガス排出マニホールドを反応ガス流路
出口より下方に延長形成し、反応ガス流路出口より下方
に燃料電池スタック外へ導く排出口を設けたので、反応
ガス流路出口付近で生じる凝縮水を反応ガス排気マニホ
ールドに沿って下方に移動させ、排出口の下端部に溜め
ることができる。この排出口は反応ガス流路出口より下
方に位置しているため、凝縮水によって流路出口が狭め
られることはない。これにより、反応ガスの流れは阻害
されず、発電性能を良好に保持する効果を奏する。特に
電池プレートの反応ガス流路が横方向に蛇行する屈曲形
態で、電池プレートの下部から上部に流す場合に反応ガ
ス流路出口が反応ガス流路の上部にくるため、反応ガス
排出口を反応ガス流路出口より下方向に電池プレートの
スペースを有効利用しながら設置することができる。
又、反応ガス排気マニホールドの内部に燃料電池スタッ
クの締付用タイロッドを貫通させて取り付けることがで
きる。これにより、反応ガス排気マニホールドを流れる
ガスの流れを絞って流速を速め、排出口の下部に溜まる
凝縮水を短時間で排除することができる。
分子型燃料電池の燃料電池スタックにおいて、電池プレ
ートに設ける反応ガス排出マニホールドを反応ガス流路
出口より下方に延長形成し、反応ガス流路出口より下方
に燃料電池スタック外へ導く排出口を設けたので、反応
ガス流路出口付近で生じる凝縮水を反応ガス排気マニホ
ールドに沿って下方に移動させ、排出口の下端部に溜め
ることができる。この排出口は反応ガス流路出口より下
方に位置しているため、凝縮水によって流路出口が狭め
られることはない。これにより、反応ガスの流れは阻害
されず、発電性能を良好に保持する効果を奏する。特に
電池プレートの反応ガス流路が横方向に蛇行する屈曲形
態で、電池プレートの下部から上部に流す場合に反応ガ
ス流路出口が反応ガス流路の上部にくるため、反応ガス
排出口を反応ガス流路出口より下方向に電池プレートの
スペースを有効利用しながら設置することができる。
又、反応ガス排気マニホールドの内部に燃料電池スタッ
クの締付用タイロッドを貫通させて取り付けることがで
きる。これにより、反応ガス排気マニホールドを流れる
ガスの流れを絞って流速を速め、排出口の下部に溜まる
凝縮水を短時間で排除することができる。
【図１】本発明に係る固体高分子型燃料電池の実施形態
を示すもので、電池プレートの酸化剤流路面側の正面図
を示すもので、電池プレートの酸化剤流路面側の正面図
【図２】従来の固体高分子型燃料電池における電池プレ
ートの酸化剤流路面側の正面図
ートの酸化剤流路面側の正面図
１…電池プレート
２…酸化剤流路
２ａ…流路入口
２ｂ…流路出口
３…酸化剤供給マニホールド
３ａ…供給口
４…酸化剤排出マニホールド
４ａ…排出口
５…燃料排出口
６…冷却水供給口
７…燃料供給口
８…冷却水排出口
９…凝縮水
１０…タイロッド
Claims (5)
- 【請求項１】電解質膜の一方の面に燃料極を他方の面に
酸化剤極を配してなる単セルを、電池プレートを介して
垂直状態で面方向に多数積層して燃料電池スタックを形
成する固体高分子型燃料電池において、燃料ガスもしく
は酸化剤ガスのうち少なくとも一方の反応ガスを流す電
池プレートは垂直方向に反応ガス排出マニホールドを有
し、この反応ガス排出マニホールドは、電池プレートの
反応ガス流路出口より下方に延長形成されていることを
特徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項２】前記反応ガス排出マニホールドは、反応ガ
ス流路出口より下方に燃料電池スタック外へ導く反応ガ
ス排出口を備えている請求項１記載の固体高分子型燃料
電池。 - 【請求項３】前記電池プレートに形成される反応ガス流
路は蛇行状の屈曲流路である請求項１又は請求項２記載
の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項４】前記反応ガスは、反応ガス流路に沿って電
池プレートの下部から上部に流れる請求項１〜請求項３
いずれか１項記載の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項５】反応ガス排出マニホールドは内部に燃料電
池スタックを締め付けるタイロッドが積層方向に貫通し
ている請求項１〜請求項４いずれか１項記載の固体高分
子型燃料電池。
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|---|---|---|---|
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-
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