JP2006108009A - Fuel cell stack - Google Patents

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Takeshi Morimoto
剛 森本
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Honda Motor Co Ltd
本田技研工業株式会社
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    • Y02E60/521Proton Exchange Membrane Fuel Cells [PEMFC]

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize light weight and small size while keeping good stiffness of a casing. <P>SOLUTION: The fuel cell stack 10 has a casing 24 holding a stacked member 14. The stacked member 14 has recesses 56a to 56d formed in the four sides of the periphery thereof. The side plates 70b and 70d forming the casing 24 have libs 88a and 88b formed protruded in the recesses 56a and 56b. The side plates 70c and 70a forming the casing 24 has libs 90a and 90a formed protruded in the recesses 56c and 56d. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体を、セパレータにより挟持した単位セルを備え、前記単位セルが複数積層された積層体を箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックに関する。 The present invention, fuel pair of electrodes on both sides to provided the electrolyte electrode assembly in the electrolyte, comprising a clamping unit cells by a separator, for accommodating the stack of the unit cells are stacked in a box-shaped casing It relates to a battery stack.

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(電解質)を採用している。 For example, a solid polymer electrolyte fuel cell employs an electrolyte membrane is a polymer ion exchange membrane (electrolyte). この電解質膜の両側にアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータによって挟持することにより燃料電池が構成されている。 Oppositely arranged with an electrolyte membrane electrode assembly of the anode and the cathode on both sides of the electrolyte membrane, the fuel cell is constituted by sandwiching the separator.

この燃料電池において、アノード側電極には、燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス(以下、水素含有ガスともいう)が供給される一方、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気(以下、酸素含有ガスともいう)が供給されている。 In this fuel cell, the anode, the fuel gas such as a gas chiefly containing hydrogen while (hereinafter, also referred to as a hydrogen-containing gas) is supplied to the anode, an oxidant gas, for example, primarily gas or air containing oxygen (hereinafter, also referred to as the oxygen-containing gas) is supplied. アノード側電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。 The fuel gas supplied to the anode side electrode, hydrogen is ionized on the electrode catalyst of the cathode electrode side through the electrolyte membrane. その間に生じた電子は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。 Electrons reaction flow through an external circuit and used as direct current electrical energy.

通常、この燃料電池は、所望の発電力を得るために、所定数(例えば、数十〜数百)だけ積層した燃料電池スタックとして使用されている。 Usually, this fuel cell, in order to obtain the desired power generation, and is used as a predetermined number (e.g., several tens to several hundreds) are stacked together to form a fuel cell stack. この燃料電池スタックは、燃料電池の内部抵抗の増大や反応ガスのシール性の低下等を阻止するために、積層されている各燃料電池同士を確実に加圧保持する必要がある。 The fuel cell stack, in order to prevent deterioration of sealability increased and the reaction gas of the internal resistance of the fuel cell or the like, it is necessary to surely dwell each fuel cell with each other are laminated.

そこで、例えば、特許文献1の燃料電池スタックが知られている。 Therefore, for example, it is known a fuel cell stack described in Patent Document 1. この燃料電池スタックは、図6に示すように、複数の単位セル1を積層した積層体2を備えるとともに、この積層体2の積層方向両端にエンドプレート3、3を介装して補助プレート4a、4bが配設されている。 The fuel cell stack, as shown in FIG. 6, provided with a laminate 2 formed by stacking a plurality of unit cells 1, an auxiliary plate 4a and interposed end plates 3,3 at opposite ends in the stacking direction of the laminate 2 , 4b are disposed.

積層体2の両側部に沿って、一対の締結バンド5、5が配置されている。 Along both sides of the stack 2, a pair of fastening bands 5,5 are arranged. 締結バンド5、5及び補助プレート4a、4bの端部には、円筒状の連結部6がそれぞれの孔部が一直線上に並ぶように設けられている。 Fastening band 5,5 and the auxiliary plate 4a, an end portion of 4b, a cylindrical connecting portion 6 is provided so that each hole is aligned in a straight line. そして、各連結部6に金属ピン7が挿入されることにより、締結バンド5、5及び補助プレート4a、4bが一体的に連結されている。 By the metal pin 7 is inserted into the connecting part 6, the fastening bands 5,5 and the auxiliary plate 4a, 4b are integrally connected.

補助プレート4aには、複数のボルト8が螺合する一方、補助プレート4bには、複数の皿ばね9が配設されている。 The auxiliary plate 4a, while the plurality of bolts 8 are screwed, the auxiliary plate 4b, a plurality of disc springs 9 are arranged. 従って、ボルト8が螺入されると、エンドプレート3が下方に押圧されるとともに、補助プレート4bに配置された皿ばね9が圧縮され、一対のエンドプレート3を介して積層体2に必要な締結圧が付与される、としている。 Therefore, when the bolt 8 is screwed, together with the end plate 3 is pressed downward, the auxiliary plate disc spring 9 arranged to 4b are compressed, required in the laminate 2 through the pair of end plates 3 engagement pressure is applied, is set to.

上記の特許文献1では、締結バンド5、5の各連結部6と補助プレート4a、4bの連結部6とに金属ピン7が一体的に嵌合しており、前記補助プレート4a、4b間の距離が固定されている。 Patent Document 1 described above, the connecting portions 6 and the auxiliary plate 4a of the fastening band 5,5, metal pin 7 to the connecting portion 6 of 4b are fitted integrally, the auxiliary plate 4a, between 4b distance is fixed. このため、経時変化等によって燃料電池スタックの締め付け荷重が低下した際には、複数のボルト8を締め付けることにより、所望の締め付け荷重を維持する必要がある。 Therefore, when the fastening load of the fuel cell stack is decreased by aging or the like, by tightening a plurality of bolts 8, it is necessary to maintain a desired clamping load.

しかしながら、特許文献1では、燃料電池スタックの締め付け荷重を調整するために、専用部品である複数のボルト8を備えている。 However, in Patent Document 1, in order to adjust the clamping load of the fuel cell stack includes a plurality of bolts 8, which is a dedicated component. 従って、専用部品の追加によって燃料電池スタックの重量が増加するとともに、前記燃料電池スタックは、単位セル1の積層方向に大型化するという問題がある。 Therefore, the weight of the fuel cell stack is increased by the addition of dedicated components, the fuel cell stack, there is a problem that the size of the stacking direction of the unit cells 1.

そこで、例えば、特許文献2に開示されている燃料電池スタックでは、所定数の単セルを積層した積層体の外側に集電用電極(ターミナルプレート)を介装してエンドプレートが配設されるとともに、前記エンドプレートがヒンジ機構によってケースに連結されている。 Therefore, for example, in a fuel cell stack disclosed in Patent Document 2, end plates are arranged by interposing a current collecting electrode (terminal plate) on the outside of the laminate formed by laminating a predetermined number of single cells together, the end plate is connected to the casing by a hinge mechanism. ケースは、エンドプレート間に上下及び左右に配設されるパネルを備えている。 Case comprises a panel disposed vertically and horizontally between the end plates.

これにより、特許文献2では、特許文献1のボルト8が不要になるとともに、薄肉状のエンドプレートを用いることができ、燃料電池スタック全体の小型化及び軽量化が容易に図られる。 Accordingly, Patent Document 2, with the bolt 8 of Patent Document 1 is not required, it is possible to use a thin-walled end plates, size and weight of the entire fuel cell stack is achieved easily.

特開2001−135344号公報(図5) JP 2001-135344 JP (FIG. 5) 特開2002−298901号公報(図1) JP 2002-298901 JP (FIG. 1)

ところで、上記の特許文献2では、ケースを構成する各パネルが平板状に構成されており、例えば、燃料電池スタックに捻れ方向に荷重が作用したり、振動が発生したりすると、前記パネルに変形が生じるおそれがある。 Incidentally, in Patent Document 2 above, each panel constituting the casing is configured in a plate shape, for example, to load acts in a direction twisted fuel cell stack, the vibration or generated, deforming the panel there is a possibility that may occur. このため、積層体が積層方向に対してずれてしまい、例えば、シール性が低下する場合がある。 Therefore, the laminate is shifted to the stacking direction, for example, there is a case where the sealing property is lowered.

その際、パネルの剛性を向上させるために、例えば、このパネルにリブを設けたリブ付きパネルを採用することが考えられる。 At that time, in order to improve the rigidity of the panel, for example, it is conceivable to employ a ribbed panel provided with ribs in this panel. ところが、リブ付きパネルでは、積層体の積層方向に荷重が付与される際に曲げ変形が発生することを阻止する必要がある。 However, in the ribbed panel, it is necessary to prevent bending that deformation occurs when a load is applied in the stacking direction of the stacked body. このため、パネルの両側(積層体側及び反対側)に、それぞれリブが設けられる場合がある。 Therefore, on both sides of the panel (laminated body side and the opposite side), there is a case where ribs are provided, respectively.

しかしながら、リブが積層体側に突出すると、前記リブと前記積層体とが干渉するおそれがある。 However, the ribs projecting laminated body side, and the rib and the laminate may interfere. 従って、リブ付きパネルと積層体との間には、リブから逃げるための隙間を設ける必要があり、燃料電池スタック全体が相当に大型化するという問題がある。 Thus, between the ribbed panel and the laminate, it is necessary to provide a gap for escape from the rib, there is a problem that the entire fuel cell stack is considerably large.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、ケーシングの剛性を良好に維持するとともに、軽量化及び小型化が容易に遂行可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve this kind of problem, while maintaining the rigidity of the casing well, and an object thereof is lightweight and compact to provide a readily performable fuel cell stack.

本発明は、一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体を、セパレータにより挟持した単位セルを備え、前記単位セルが複数積層された積層体を箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックである。 The present invention, fuel pair of electrodes on both sides to provided the electrolyte electrode assembly in the electrolyte, comprising a clamping unit cells by a separator, for accommodating the stack of the unit cells are stacked in a box-shaped casing a battery stack.

セパレータは、外周部に少なくとも1つの凹部を設けるとともに、ケーシングは、積層体の少なくとも1つの側部に配置される側板に、前記凹部に突出するリブ部を設けている。 Separator provided with at least one recess on an outer peripheral portion, the casing, the side plate disposed on at least one side of the laminate, is provided with ribs protruding into the recess.

また、積層体は、一方の電極に供給される燃料ガスを積層方向に流す燃料ガス入口連通孔と、前記一方の電極から排出される前記燃料ガスを前記積層方向に流すとともに、前記燃料ガス入口連通孔とは対向位置に設けられる燃料ガス出口連通孔と、他方の電極に供給される酸化剤ガスを前記積層方向に流す酸化剤ガス入口連通孔と、前記他方の電極から排出される前記酸化剤ガスを前記積層方向に流すとともに、前記酸化剤ガス入口連通孔とは対向位置に設けられる酸化剤ガス出口連通孔とを有する内部マニホールドを構成している。 The layered body includes a fuel gas supply passage for flowing the fuel gas in the stacking direction which is supplied to one electrode, with flowing the fuel gas discharged from the one electrode in the stacking direction, the fuel gas inlet and the fuel gas discharge passage provided in a position opposite to the communication hole, and the oxygen-containing gas supply passage for flowing the oxidant gas in the stacking direction is supplied to the other electrode, the oxide discharged from the other electrode agents together with flow in the stacking direction of the gas, the the oxidant gas inlet manifold constitute an internal manifold having an oxidant gas discharge passage provided in the opposite position.

そして、凹部は、酸化剤ガス入口連通孔又は酸化剤ガス出口連通孔よりも燃料ガス入口連通孔又は燃料ガス出口連通孔に近接して設けられることが好ましい。 The recess is preferably provided in proximity to the fuel gas supply passage or the fuel gas discharge passage than the oxygen-containing gas supply passage or the oxygen-containing gas discharge passage. 燃料ガスマニホールド(燃料ガス入口連通孔及び燃料ガス出口連通孔)は、酸化剤ガスマニホールド(酸化剤ガス入口連通孔及び酸化剤ガス出口連通孔)よりも開口面積が小さいため、燃料ガス入口連通孔又は燃料ガス出口連通孔側のスペースに凹部を設けることにより、燃料ガス及び酸化剤ガスの吸排気の効率を良好に維持することができる。 Since the fuel gas manifold (fuel gas supply passage and the fuel gas discharge passage), the opening area than the oxidant gas manifold (oxidant gas supply passage and the oxidizing gas discharge passage) small, the fuel gas supply passage or by providing a recess in the fuel gas discharge passage side of the space, the efficiency of the intake and exhaust of the fuel gas and the oxidizing gas can be maintained.

さらに、セパレータは、矩形状に構成されるとともに、四隅に面取り部が設けられることが好ましい。 Furthermore, the separator, while being configured in a rectangular shape, it is preferable that the chamfered portion is provided at the four corners. 例えば、ケーシングを構成する側板同士がボルト及びナットにより連結される際、面取り部によって前記ボルト及び前記ナットを逃げることが可能になり、燃料電池スタック全体の小型化が容易に図られる。 For example, when the side plates constituting the casing are connected by bolts and nuts, it is possible to escape the bolt and the nut by the chamfered portions, the overall size of the fuel cell stack is achieved easily.

さらにまた、少なくとも酸化剤ガス入口連通孔、酸化剤ガス出口連通孔、燃料ガス入口連通孔又は燃料ガス出口連通孔の内壁面は、セパレータの面取り部に対応して面取り形状部を有することが好ましい。 Furthermore, the inner wall surface of at least the oxygen-containing gas supply passage, an oxidant gas discharge passage, the fuel gas supply passage or the fuel gas discharge passage preferably has a chamfered shape portion corresponding to the chamfered portion of the separator . マニホールド内に生成水が生じた際に、面取り形状部の傾斜に沿って前記生成水を円滑に集めることができ、排水性を有効に向上させることが可能になる。 When product water is generated in the manifold, along the inclination of the chamfered portion can be smoothly collect the produced water, it is possible to effectively improve the drainage.

本発明では、ケーシングを構成する側板がリブ付きパネルを構成するため、平面状パネルに比べて剛性が向上する。 In the present invention, since the side plates constituting the casing constitutes a ribbed panel, the rigidity is improved as compared with the flat panel. 従って、ケーシングに積層方向とは異なる方向、例えば、捻れ方向に荷重が付与されても、リブを介して良好に形状を保持するとともに、外部からの振動等にも影響されることがない。 Therefore, the direction different from the stacking direction in the casing, for example, be load applied in the direction twisted, it holds the good shape through the ribs, it is not to be affected to vibration or the like from the outside.

しかも、セパレータの外周部には、側板のリブ部に対応して凹部が形成されるため、燃料電池スタックに衝撃が付与される際、前記リブ部と前記凹部との係合作用下に、積層体の平面内でのずれを有効に阻止することができる。 Moreover, the outer peripheral portion of the separator, since the recess corresponding to the rib portion of the side plate is formed, when the fuel cell stack impact is applied, under engagement action between said rib portion and the recess, laminating the displacement in the plane of the body can be effectively prevented.

図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池スタック10の一部分解概略斜視図であり、図2は、前記燃料電池スタック10の一部断面側面図である。 Figure 1 is a partially exploded schematic perspective view of the fuel cell stack 10 according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of the fuel cell stack 10.

図1に示すように、燃料電池スタック10は、複数の単位セル12が水平方向(矢印A方向)に積層された積層体14を備える。 As shown in FIG. 1, the fuel cell stack 10 includes a laminate 14 in which a plurality of unit cells 12 are stacked in the horizontal direction (arrow A direction). 積層体14の積層方向(矢印A方向)一端には、ターミナルプレート16a、絶縁プレート18及びエンドプレート20aが外方に向かって、順次、配設される。 In the stacking direction (arrow A direction) end of the stack 14, the terminal plate 16a, insulating plate 18 and end plate 20a is order toward the outside, it is arranged. 積層体14の積層方向他端には、ターミナルプレート16b、絶縁性スペーサ部材22及びエンドプレート20bが外方に向かって、順次、配設される。 The stacking direction end of the laminate 14, a terminal plate 16b, an insulating spacer member 22 and the end plate 20b is outward, and are sequentially arranged. 燃料電池スタック10は、四角形に構成されるエンドプレート20a、20bを端板として含むケーシング24により一体的に保持される。 The fuel cell stack 10 is configured in a square end plates 20a, 20b are integrally held by a casing 24 including the end plate.

図2及び図3に示すように、各単位セル12は、電解質膜・電極構造体(電解質・電極構造体)30と、前記電解質膜・電極構造体30を挟持する薄板波形状の第1及び第2金属セパレータ32、34とを備える。 As shown in FIGS. 2 and 3, each of the unit cells 12 includes a membrane electrode assembly (electrolyte electrode assembly) 30, the first and the plate wave shape sandwiching the membrane electrode assembly 30 and a second metal separator 32.

単位セル12の長辺方向(図3中、矢印B方向)の一端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔36aと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔38bとが設けられる。 (In FIG. 3, the direction of arrow B) the long side direction of the unit cell 12 At one end of, communicate with each other in the arrow A direction, oxidizing gas, for example, the oxidant gas inlet for supplying an oxygen-containing gas and communication holes 36a, fuel gas, for example, is provided with the fuel gas discharge passage 38b for discharging a hydrogen-containing gas.

単位セル12の長辺方向の他端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔38aと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔36bとが設けられる。 The other edge portion in the long side direction of the unit cells 12, communicate with each other in the direction of the arrow A, the fuel gas supply passage 38a for supplying the fuel gas, oxidant gas for discharging the oxygen-containing gas and the outlet hole 36b is provided. 酸化剤ガス入口連通孔36a及び酸化剤ガス出口連通孔36bは、燃料ガス入口連通孔38a及び燃料ガス出口連通孔38bよりも開口面積が大きく設定されている。 Oxygen-containing gas supply passage 36a and the oxygen-containing gas discharge passage 36b has an opening area is set larger than the fuel gas supply passage 38a and the fuel gas discharge passage 38b.

単位セル12の上端縁部には、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔40a、40aが設けられるとともに、前記単位セル12の下端縁部には、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔40b、40bが設けられる。 The upper end of the unit cell 12, coolant supply passage 40a for supplying a coolant, together with 40a are provided, the lower edge portion of the unit cell 12, the cooling medium for discharging the cooling medium outlet communication hole 40b, 40b are provided.

電解質膜・電極構造体30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42と、前記固体高分子電解質膜42を挟持するアノード側電極44及びカソード側電極46とを備える。 Membrane electrode assembly 30 is, for example, a solid polymer electrolyte membrane 42 where water is impregnated in a thin film of perfluorosulfonic acid, the solid polymer electrolyte membrane 42 of the anode 44 and the cathode 46 sandwiching provided with a door.

アノード側電極44及びカソード側電極46は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層(図示せず)と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層(図示せず)とを有する。 The anode 44 and the cathode 46 has a gas diffusion layer such as a carbon paper (not shown), uniformly coated supported porous carbon particles platinum alloy on the surface on the surface of the gas diffusion layer It is and an electrode catalyst layer formed (not shown). 電極触媒層は、固体高分子電解質膜42の両面に形成される。 Electrode catalyst layer is formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 42.

第1金属セパレータ32の電解質膜・電極構造体30に向かう面32aには、燃料ガス入口連通孔38aと燃料ガス出口連通孔38bとを連通する燃料ガス流路48が形成される。 The surface 32a facing the membrane electrode assembly 30 of the first metal separator 32, the fuel gas flow path 48 for communicating the fuel gas supply passage 38a and the fuel gas discharge passage 38b is formed. この燃料ガス流路48は、例えば、矢印B方向に延在する複数の溝部により構成される。 The fuel gas flow field 48 includes, for example, a plurality of grooves extending in the arrow B direction. 第1金属セパレータ32の面32bには、冷却媒体入口連通孔40aと冷却媒体出口連通孔40bとを連通する冷却媒体流路50が形成される。 The surface 32b of the first metal separator 32, the cooling medium passage 50 which communicates with the coolant supply passage 40a and the coolant discharge passage 40b is formed. この冷却媒体流路50は、矢印C方向に延在する複数の溝部により構成される。 The coolant flow field 50 is composed of a plurality of grooves extending in the direction of arrow C.

第1金属セパレータ32は、矩形状に構成されるとともに、例えば、四隅に面取り部52が設けられる。 The first metal separator 32, while being configured in a rectangular shape, for example, chamfer 52 is provided at the four corners. 酸化剤ガス入口連通孔36a、酸化剤ガス出口連通孔36b、燃料ガス入口連通孔38a及び燃料ガス出口連通孔38bの各内壁面は、各面取り部52に対応して面取り形状部54を有する。 Each inner wall surfaces of the oxygen-containing gas supply passage 36a, the oxygen-containing gas discharge passage 36b, the fuel gas supply passage 38a and the fuel gas discharge passage 38b has a chamfered shape portion 54 corresponding to each chamfered portion 52.

第1金属セパレータ32の少なくとも外周部一辺に、本実施形態では、外周部四辺に、それぞれ凹部56a〜56dが設けられる。 At least the outer peripheral portion one side of the first metal separator 32, in this embodiment, the outer periphery four sides, each recess 56a~56d are provided. 凹部56a、56bは、第1金属セパレータ32の長辺(上辺及び下辺)の略中間位置に設けられる一方、凹部56c、56dは、短辺(両側辺)にそれぞれ酸化剤ガス入口連通孔36a及び酸化剤ガス出口連通孔36bよりも燃料ガス出口連通孔38b及び燃料ガス入口連通孔38aに近接して設けられる。 Recesses 56a, 56b, while provided in the substantially middle position of the long side of the first metal separator 32 (top and bottom), concave portions 56c, 56d are short sides each oxygen-containing gas supply passage 36a and the (both sides) It provided in close proximity to the fuel gas discharge passage 38b and the fuel gas supply passage 38a than the oxygen-containing gas discharge passage 36b.

第2金属セパレータ34の電解質膜・電極構造体30に向かう面34aには、例えば、矢印B方向に延在する複数の溝部からなる酸化剤ガス流路58が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路58は、酸化剤ガス入口連通孔36aと酸化剤ガス出口連通孔36bとに連通する。 The surface 34a facing the membrane electrode assembly 30 of the second metal separator 34, for example, together with the oxygen-containing gas flow field 58 including a plurality of grooves extending in the direction of the arrow B is provided, the oxidant gas flow road 58 is in communication with the oxygen-containing gas supply passage 36a and the oxygen-containing gas discharge passage 36b. 第2金属セパレータ34の面34bには、第1金属セパレータ32の面32bと重なり合って冷却媒体流路50が一体的に形成される。 The surface 34b of the second metal separator 34, the cooling medium passage 50 overlaps with the surface 32b of the first metal separator 32 is formed integrally.

第1金属セパレータ32の面32a、32bには、この第1金属セパレータ32の外周端部を周回して第1シール部材60が一体成形される。 Surface 32a of the first metal separator 32, the 32b, the first seal member 60 and around the outer edge of the first metal separator 32 are integrally molded. 第1シール部材60は、面32aで燃料ガス入口連通孔38a、燃料ガス出口連通孔38b及び燃料ガス流路48を囲繞してこれらを連通させる一方、面32bで冷却媒体入口連通孔40a、冷却媒体出口連通孔40b及び冷却媒体流路50を囲繞してこれらを連通させる。 The first seal member 60, the fuel gas supply passage 38a in the plane 32a, while communicating them to surround the fuel gas discharge passage 38b and the fuel gas flow field 48, in terms 32b coolant supply passage 40a, the cooling It surrounds the medium outlet passage 40b and the cooling medium flow passage 50 communicates them.

第2金属セパレータ34の面34a、34bには、この第2金属セパレータ34の外周端部を周回して第2シール部材62が一体成形される。 Surface 34a of the second metal separator 34, the 34b, the second seal member 62 and around the outer end of the second metal separator 34 are integrally molded. 第2シール部材62は、面34aで酸化剤ガス入口連通孔36a、酸化剤ガス出口連通孔36b及び酸化剤ガス流路58を囲繞してこれらを連通させる一方、面34bで冷却媒体入口連通孔40a、冷却媒体出口連通孔40b及び冷却媒体流路50を囲繞してこれらを連通させる。 The second seal member 62, the oxidant gas supply passage 36a in the plane 34a, while communicating them to surround the oxygen-containing gas discharge passage 36b and the oxygen-containing gas flow field 58, coolant supply passage in terms 34b 40a, surrounds the coolant discharge passage 40b and the cooling medium flow passage 50 communicates them.

図2に示すように、第1及び第2シール部材60、62間には、固体高分子電解質膜42の外周が直接ケーシング24に接触することを阻止するために、シール64が介装される。 As shown in FIG. 2, between the first and second sealing members 60 and 62, in order to prevent the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane 42 is in direct contact with the casing 24, the seal 64 is interposed .

図1及び図2に示すように、ターミナルプレート16a、16bの端部には、面方向に突出する板状の端子部68a、68bが形成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the terminal plate 16a, an end portion of 16b, plate-like terminal portions 68a projecting in the plane direction, 68b are formed. 端子部68a、68bには、例えば、走行用モータ等の負荷が接続される。 Terminal portion 68a, the 68b, for example, loads such as the traction motor is connected.

ケーシング24は、図1に示すように、端板であるエンドプレート20a、20bと、積層体14の側部に配置される複数の側板70a〜70dと、前記側板70a〜70dの互いに近接する端部同士を連結するアングル部材(例えば、Lアングル)72a〜72dと、前記エンドプレート20a、20bと前記側板70a〜70dとを連結するそれぞれ長さの異なる連結ピン74a、74bとを備える。 Casing 24, as shown in FIG. 1, a plurality of side plates 70a~70d arranged and the end plates 20a, 20b is an end plate, on the side of the stack 14, the end close to each other of the side plate 70a~70d angle members (eg, L angles) for connecting the parts together comprises a 72a to 72d, the end plate 20a, 20b and the side plate 70a~70d and different connecting pin 74a of lengths for connecting, and 74b. 側板70a〜70dは、薄板金属製プレートで構成される。 Side plates 70a~70d is composed of thin metal plate.

エンドプレート20a、20bの上下各辺には、それぞれ2つの第1連結部76a、76bが突出形成されるとともに、両側の各辺には、それぞれ1つの第1連結部76c、76dが突出形成される。 End plates 20a, the 20b upper and lower sides of the two first connecting portions 76a respectively, with 76b are protruded on both sides of each side, each one of the first connecting portion 76c, 76d is formed to project that. 第1連結部76a〜76dには、孔77a〜77dが貫通形成される。 The first connecting portion 76a-76d, holes 77a~77d is formed through. エンドプレート20a、20bの両側の各辺下端には、マウント用ボス部78a、78bが形成される。 End plates 20a, each side lower end of each side of 20b, the mount bosses 78a, 78b are formed. このボス部78a、78bが、図示しない搭載部位にボルト等を介して固定されることにより、燃料電池スタック10を、例えば、車両に搭載する。 The boss portion 78a, 78b is, by being fixed by bolts or the like mounting part, not shown, the fuel cell stack 10, for example, mounted on a vehicle.

積層体14の矢印B方向両側に配置される側板70a、70cの長手方向(矢印A方向)両端には、第2連結部80a、80bが2つずつ形成される。 Side plates 70a disposed in the direction B on both sides of the laminate 14 in the longitudinal direction (arrow A direction) ends of 70c, the second connecting portions 80a, 80b are formed two by two. 積層体14の上下両側に配置される側板70b、70dの長手方向両端には、第2連結部82a、82bが3つずつ形成される。 Side plates 70b which are arranged on both upper and lower sides of the laminate 14, the longitudinal ends of the 70d, the second connecting portions 82a, 82b are formed by three. 第2連結部80a、80bには、孔81a、81bが形成されるとともに、第2連結部82a、82bには、孔83a、83bが形成される。 The second coupling portion 80a, the 80b, holes 81a, together with 81b are formed, the second coupling portion 82a, the 82b, holes 83a, 83 b are formed.

側板70a、70cの各第2連結部80a、80b間には、エンドプレート20a、20bの両側の各辺の第1連結部76c、76dが配置されるとともに、これらに短尺な連結ピン74aが一体的に挿入されて、前記側板70a、70cが前記エンドプレート20a、20bに取り付けられる。 Side plates 70a, each second coupling portion 80a of 70c, the inter-80b, the end plates 20a, first connecting portion 76c of each side of both sides of 20b, together 76d are arranged, these short coupling pins 74a are integrally to be inserted, the side plates 70a, 70c are attached to the end plate 20a, 20b.

同様に、側板70b、70dの第2連結部82a、82bがエンドプレート20a、20bの上辺及び下辺の第1連結部76a、76bと交互に配置されるとともに、これらに長尺な連結ピン74bが一体的に挿入されて、前記側板70b、70dが前記エンドプレート20a、20bに取り付けられる。 Similarly, the side plate 70b, the second coupling portion 82a of the 70d, 82b the end plates 20a, the first coupling portion 76a of the upper and lower sides of 20b, while being arranged alternately and 76 b, the elongate connecting pin 74b of these is inserted integrally, the side plates 70b, 70d is attached to the end plate 20a, 20b.

側板70a〜70dには、短手方向両端縁部にそれぞれ複数のねじ孔84が形成される一方、アングル部材72a〜72dの各辺には、前記ねじ孔84に対応して孔部86が形成される。 The side plates 70a through 70d, while the plurality of screw holes 84 respectively in the lateral direction both end edges are formed, on each side of the angle member 72a to 72d, the hole portion 86 corresponding to the screw hole 84 is formed It is. 各孔部86に挿入される各ねじ87がねじ孔84に螺合することにより、アングル部材72a〜72dを介して側板70a〜70d同士が固定される。 By screwing in the screw 87 screw hole 84 to be inserted into the respective holes 86, between the side plates 70a~70d are fixed through the angle members 72a to 72d. これにより、ケーシング24が構成される(図4参照)。 Thus, the casing 24 is constructed (see FIG. 4).

なお、アングル部材72a〜72dにねじ孔を形成する一方、側板70a〜70dに孔部を形成し、前記アングル部材72a〜72dを前記側板70a〜70dの内方に配置した状態で、これらを一体的にねじ止めしてもよい。 Incidentally, integrated while forming a screw hole in the angle member 72a to 72d, to form a hole in the side plate 70a through 70d, in a state where the angle member 72a to 72d disposed inwardly of the side plates 70a through 70d, these to be screwed. また、側板70a〜70dの内側面にナット又はねじ87を固着して前記ナットにねじ87又は前記ねじ87にナットを螺合してもよい。 It is also screwed a nut screw 87 or the screw 87 in the nut to secure the nut or screw 87 on the inner surface of the side plate 70a through 70d.

図1及び図5に示すように、側板70b、70dには、積層体14の積層方向(矢印A方向)に延在して1つのリブ部88aと、前記リブ部88aの両側に配置される2つのリブ部88bとが一体成形され、リブ付きパネルが構成される。 As shown in FIGS. 1 and 5, side plates 70b, the 70d, and one rib portion 88a extending in the stacking direction of the stacked body 14 (arrow A direction), are arranged on both sides of the rib portion 88a and two rib portions 88b are integrally molded, is composed of ribbed panels. 1つのリブ部88aは、積層体14側に、すなわち、凹部56a、56b側に突出する一方、2つのリブ部88bは、前記積層体14から離間する側に突出する。 One rib portion 88a is in the stacked body 14 side, that is, while the protruding recesses 56a, and 56b side, two ribs 88b protrudes on the side away from the stack 14.

1つのリブ部88aの突出量と、2つのリブ部88bの突出量とが同等に設定されることにより、側板70b、70dの中立面NS上に前記側板70b、70dの板厚中心PCが配設される(図2参照)。 And projection amount of one rib portion 88a, by which the amount of projection of the two rib portions 88b are equally set, the side plates 70b, the neutral surface NS on the side plate 70b of the 70d, the thickness center PC of 70d It is arranged (see FIG. 2). 第2連結部82a、82bに挿入される連結ピン74bの中心Oは、側板70b、70dの板厚中心PC及び中立面NS上に配設される。 The center O of the connecting pin 74b that is inserted into the second coupling portion 82a, 82b are side plates 70b, are arranged in the thickness center PC and the neutral plane NS of 70d.

ここで、側板70b、70dの中立面とは、パネル断面の変形が微少であると仮定した場合に、この側板70b、70dに曲げ応力が作用する際、理論的に応力及び歪みが0となると推定される面(伸縮が発生しない面)をいう。 Here, the side plate 70b, the neutral plane of the 70d, when the deformation of the panel cross section is assumed to be small, the side plates 70b, when bending stress 70d acts, theoretically stress and strain 0 the means a surface to be estimated (surface stretching does not occur). なお、側板70b、70dの中立面NS上に連結ピン74bの中心Oが配設されるとは、前記側板70b、70dの中立軸(中立面が断面と交わる直線)と前記連結ピン74bの軸芯とが同一平面上にあると換言することができる。 Incidentally, the side plate 70b, with the center O of the connecting pin 74b is disposed on the neutral surface NS of 70d, the side plate 70b, the 70d of the neutral axis (line neutral plane crosses the cross-section) the connecting pin 74b and the axis of the can in other words to be on the same plane.

側板70a、70cには、図1及び図5に示すように、積層体14の積層方向(矢印A方向)に延在してそれぞれ1つのリブ部90a、90bが一体成形され、リブ付きパネルが構成される。 The side plates 70a, the 70c, as shown in FIGS. 1 and 5, each one rib portion 90a extending in the stacking direction of the stacked body 14 (arrow A direction), 90b are integrally molded, the ribbed panels constructed. リブ部90aは、積層体14側に、すなわち、凹部56d、56c側に突出する一方、リブ部90bは、前記積層体14から離間する側に突出する。 Rib portion 90a is in the stacked body 14 side, that is, while the protruding recesses 56d, the 56c side, the rib portion 90b protrudes on the side away from the stack 14.

リブ部90a、90bの突出量が同等に設定されることにより、側板70a、70cの中立面上に前記側板70a、70cの板厚中心が配設される。 Rib portion 90a, by the amount of projection of 90b are equally set, the side plates 70a, the side plates 70a to 70c of the neutral plane, the thickness center of 70c is disposed. 第2連結部80a、80bに挿入される連結ピン74aの中心は、側板70a、70cの板厚中心及び中立面上に配設される。 Center of the connecting pin 74a which is inserted the second coupling portion 80a, the 80b are side plates 70a, it is disposed on the plate thickness center and the neutral plane of the 70c.

図1及び図4に示すように、エンドプレート20aの矢印B方向一端には、酸化剤ガス入口連通孔36aに連結される酸化剤ガス供給配管92aと、燃料ガス出口連通孔38bに連結される燃料ガス排出配管94bとが設けられる。 As shown in FIGS. 1 and 4, on the arrow B direction end of the end plate 20a, an oxidant gas supply pipe 92a which is connected to the oxygen-containing gas supply passage 36a, it is connected to the fuel gas discharge passage 38b is provided with a fuel gas exhaust pipe 94b. エンドプレート20aの矢印B方向他端には、燃料ガス入口連通孔38aに連結される燃料ガス供給配管94aと、酸化剤ガス出口連通孔36bに連結される酸化剤ガス排出配管92bとが設けられる。 The arrow B direction end of the end plate 20a, a fuel gas supply pipe 94a connected to the fuel gas supply passage 38a, and the oxidizing gas discharge pipe 92b connected to the oxygen-containing gas discharge passage 36b is provided .

エンドプレート20aの上端部には、冷却媒体入口連通孔40aに連結される冷却媒体供給配管96aが設けられるとともに、前記エンドプレート20aの下端部には、冷却媒体出口連通孔40bに連結される冷却媒体排出配管96bが設けられる。 At the upper end of the end plate 20a, together with the coolant supply pipe 96a which is connected to the coolant supply passage 40a is provided, at the lower end portion of the end plate 20a is connected to the coolant discharge passage 40b cooling medium discharge pipe 96b is provided.

図1及び図2に示すように、スペーサ部材22は、ケーシング24の内周で位置決めされるように所定の寸法に設定された矩形状を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the spacer member 22 has a rectangular shape which is set into a predetermined size so as to be positioned at the inner periphery of the casing 24. このスペーサ部材22は、積層体14の積層方向の長さ変動を吸収して前記積層体14に所望の締め付け荷重を付与可能にするために、厚さが調整される。 The spacer member 22 is to enable impart desired tightening load to the stack body 14 by absorbing the stacking direction of the length variation of the laminate 14, the thickness is adjusted. なお、積層体14の積層方向の長さの変動が、第1及び第2金属セパレータ32、34自体の弾性等で吸収可能であれば、スペーサ部材22を用いなくてもよい。 Incidentally, the variation of the length of the lamination direction of the laminated body 14, the absorption if an elastic or the like of the first and second metal separators 32, 34 themselves, may not be used a spacer member 22.

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。 Operation of the fuel cell stack 10 will be described below.

この燃料電池スタック10では、先ず、図4に示すように、エンドプレート20aにおいて、酸化剤ガス供給配管92aに酸素含有ガス等の酸化剤ガス(空気)が供給されるとともに、燃料ガス供給配管94aに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。 In the fuel cell stack 10, as shown in FIG. 4, the end plate 20a, with an oxidant gas such as oxygen-containing gas (air) is supplied to the oxidant gas supply pipe 92a, fuel gas supply pipe 94a a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to. さらに、冷却媒体供給配管96a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。 Further, the coolant supply pipe 96a, pure water or ethylene glycol, the cooling medium such as oil is supplied. このため、積層体14では、矢印A方向に重ね合わされた複数の単位セル12に対し、酸化剤ガス、燃料ガス及び冷却媒体が矢印A方向に供給される。 Therefore, in the multilayer body 14, the plurality of unit cells 12 stacked together in the direction of arrow A, the oxidant gas, fuel gas and cooling medium is supplied in the arrow A direction.

図3に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔36aから第2金属セパレータ34の酸化剤ガス流路58に導入され、電解質膜・電極構造体30のカソード側電極46に沿って移動する。 As shown in FIG. 3, the oxygen-containing gas is introduced from the oxygen-containing gas supply passage 36a to the oxygen-containing gas flow field 58 of the second metal separator 34, along the cathode 46 of the membrane electrode assembly 30 moving Te. 一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔38aから第1金属セパレータ32の燃料ガス流路48に導入され、電解質膜・電極構造体30のアノード側電極44に沿って移動する。 On the other hand, the fuel gas is introduced from the fuel gas supply passage 38a to the fuel gas flow path 48 of the first metal separator 32, it moves along the anode 44 of the membrane electrode assembly 30.

従って、各電解質膜・電極構造体30では、カソード側電極46に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極44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、発電が行われる。 Therefore, in each of the membrane electrode assembly 30, the oxygen-containing gas supplied to the cathode 46, and the fuel gas supplied to the anode 44 are consumed in the electrochemical reactions at catalyst layers of the power generation is performed.

次いで、カソード側電極46に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔36bに沿って流動した後、エンドプレート20aの酸化剤ガス排出配管92bから外部に排出される(図4参照)。 Then, the cathode oxidant gas is consumed is supplied to the 46, after flowing along the oxidant gas outlet passage 36b, and is discharged from the oxidizing gas discharge pipe 92b of the end plate 20a to the outside (FIG. reference 4). 同様に、アノード側電極44に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔38bに排出されて流動し、エンドプレート20aの燃料ガス排出配管94bから外部に排出される。 Similarly, the fuel gas consumed is supplied to the anode 44 is discharged into the fuel gas discharge passage 38b flows, discharged from the fuel gas discharge pipe 94b of the end plate 20a to the outside.

また、冷却媒体は、冷却媒体入口連通孔40aから第1及び第2金属セパレータ32、34間の冷却媒体流路50に導入された後、矢印C方向に沿って流動する(図3参照)。 The cooling medium is, after being introduced from the coolant supply passage 40a to the coolant flow field 50 between the first and second metal separators 32, 34, flows along the arrow direction C (see FIG. 3). この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体30を冷却した後、冷却媒体出口連通孔40bを移動してエンドプレート20aの冷却媒体排出配管96bから排出される(図4参照)。 After the coolant has a membrane electrode assembly 30 is cooled, and is discharged from the coolant discharge pipe 96b of the end plate 20a to move the coolant discharge passage 40b (see FIG. 4).

この場合、本実施形態では、図1及び図5に示すように、側板70b、70dは、両面側に突出するリブ部88a、88bを設けるとともに、側板70a、70cは、同様に両面側に突出するリブ部90a、90bを設けることにより、リブ付きパネルが構成されている。 In this case, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, side plates 70b, 70d, the protruding rib 88a which projects on both sides, provided with a 88b, side plates 70a, 70c are likewise on both sides rib portion 90a which, by providing a 90b, ribbed panel is configured. このため、側板70a〜70dは、平面状パネルに比べて剛性が有効に向上し、外部からの振動等にも影響されることがない。 Therefore, the side plates 70a~70d is to rigidity effectively improved as compared with the flat panel, it is not to be affected to vibration or the like from the outside.

さらに、図5に示すように、単位セル12の外周部には、四辺に凹部56a〜56dが形成されている。 Furthermore, as shown in FIG. 5, the outer peripheral portion of the unit cell 12, the recess 56a~56d are formed on four sides. そして、凹部56a、56bには、側板70b、70dのリブ部88a、88aが配設される一方、凹部56c、56dには、側板70c、70aのリブ部90a、90aが配設されている。 The recesses 56a, the 56b, while the side plates 70b, 70d of the rib 88a, 88a are arranged, the recess 56c, the 56d, the side plates 70c, the rib portions 90a of 70a, 90a are disposed. これにより、燃料電池スタック10に衝撃が付与される際、リブ部88a、90aと凹部56a〜56dとの係合作用下に、積層体14の平面内でのずれを有効に阻止することができるという効果が得られる。 Accordingly, when the fuel cell stack 10 impact is applied, the rib portions 88a, under engagement action between 90a and the recess 56a to 56d, it is possible to effectively prevent the deviation in the plane of the stack 14 the effect is obtained that.

さらに、単位セル12では、矢印B方向一端に酸化剤ガス入口連通孔36aと燃料ガス出口連通孔38bとが設けられるとともに、矢印B方向他端側に燃料ガス入口連通孔38aと酸化剤ガス出口連通孔36bとが設けられ、凹部56c、56dは、前記燃料ガス出口連通孔38bと前記燃料ガス入口連通孔38aとに近接して形成されている。 Further, in the unit cell 12, an arrow B direction and the oxidant gas supply passage 36a and the fuel gas discharge passage 38b along with provided at one end, an arrow B direction end and the fuel gas supply passage 38a on the side oxidizing gas outlet communication hole 36b and is provided, the recess 56c, 56d are formed in close proximity to the fuel gas discharge passage 38b to said fuel gas supply passage 38a.

燃料ガス出口連通孔38b及び燃料ガス入口連通孔38aは、酸化剤ガス入口連通孔36a及び酸化剤ガス出口連通孔36bよりも開口面積が小さい。 Fuel gas discharge passage 38b and the fuel gas supply passage 38a is smaller opening area than the oxygen-containing gas supply passage 36a and the oxygen-containing gas discharge passage 36b. 従って、凹部56c、56dを燃料ガス出口連通孔38b及び燃料ガス入口連通孔38a側のスペースに設けることにより、燃料ガス及び酸化剤ガスの給排気の効率を良好に維持することが可能になる。 Thus, by providing the recess 56c, the 56d to the fuel gas discharge passage 38b and the fuel gas supply passage 38a of the side space, it is possible to maintain good efficiency of the supply and exhaust of the fuel gas and the oxidizing gas.

さらにまた、単位セル12は、四隅に面取り部52が設けられている。 Furthermore, the unit cell 12, chamfer 52 is provided at the four corners. このため、図5に示すように、ケーシング24をねじ87により固定する際、面取り部52によって前記ねじ87を逃げることができ、燃料電池スタック10全体の小型化が容易に図られる。 Therefore, as shown in FIG. 5, when the casing 24 is fixed by screws 87, the chamfered portion 52 can escape the screw 87, the fuel cell stack 10 as a whole compact is achieved easily.

また、酸化剤ガス入口連通孔36a、燃料ガス出口連通孔38b、燃料ガス入口連通孔38a及び酸化剤ガス出口連通孔36bの各内壁面には、各面取り部52に対応して面取り形状部54が設けられている。 Further, the oxygen-containing gas supply passage 36a, the fuel gas discharge passage 38b, on each inner wall surface of the fuel gas supply passage 38a and the oxygen-containing gas discharge passage 36b, chamfered portion 54 corresponding to each chamfered portion 52 It is provided. 従って、特に、生成水や結露水が発生し易い酸化剤ガス出口連通孔36b及び燃料ガス出口連通孔38bでは、面取り形状部54の傾斜に沿って水分を円滑に集めることが可能になり、排水性が有効に向上するという利点がある。 Thus, in particular, the generated water or condensed water generated easily oxygen-containing gas discharge passage 36b and the fuel gas discharge passage 38b, it is possible to smoothly collect the water along the inclination of the chamfered portion 54, the drainage there is an advantage that gender is effectively improved.

本発明の実施形態に係る燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。 It is a partially exploded schematic perspective view of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention. 前記燃料電池スタックの断面側面図である。 It is a cross-sectional side view of the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックを構成する単位セルの分解斜視説明図である。 It is an exploded perspective view of a unit cell of the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックの斜視説明図である。 Is a perspective view showing the fuel cell stack. ケーシングを構成する側板と前記単位セルとの係合状態を示す断面説明図である。 It is a cross-sectional view showing a side plate constituting the casing engagement state between the unit cells. 特許文献1の燃料電池スタックの概略説明図である。 It is a schematic illustration of a fuel cell stack described in Patent Document 1.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…燃料電池スタック 12…単位セル14…積層体 16a、16b…ターミナルプレート18…絶縁プレート 20a、20b…エンドプレート22…スペーサ部材 24…ケーシング30…電解質膜・電極構造体 32、34…金属セパレータ42…固体高分子電解質膜 44…アノード側電極46…カソード側電極 48…燃料ガス流路50…冷却媒体流路 52…面取り部54…面取り形状部 56a〜56d…凹部58…酸化剤ガス流路 60、62…シール部材70a〜70d…側板 72a〜72d…アングル部材74a、74b…連結ピン 88a、88b、90a、90b…リブ部92a…酸化剤ガス供給配管 92b…酸化剤ガス排出配管94a…燃料ガス供給配管 94b…燃料ガス排出配管96a…冷却媒体供給配管 96b…冷却 10: fuel cell stack 12 ... unit cell 14 ... laminate 16a, 16b ... terminal plate 18 ... insulating plate 20a, 20b ... end plate 22 ... spacer 24 ... casing 30 ... membrane electrode assembly 32, 34 ... metal separator 42 ... solid polymer electrolyte membrane 44 ... anode 46 ... cathode 48 ... fuel gas flow field 50 ... coolant flow 52 ... chamfered portion 54 ... chamfered portions 56a to 56d ... recess 58 ... oxidizing gas channel 60, 62 ... sealing member 70a through 70d ... side plate 72a to 72d ... angle members 74a, 74b ... connecting pin 88a, 88b, 90a, 90b ... rib portions 92a ... oxidant gas supply pipe 92b ... oxidizing gas discharge pipe 94a ... fuel gas supply pipe 94b ... fuel gas discharge pipe 96a ... coolant supply pipe 96b ... cooling 体排出配管 Body discharge pipe

Claims (4)

  1. 一対の電極が電解質の両側に設けられた電解質・電極構造体を、セパレータにより挟持した単位セルを備え、前記単位セルが複数積層された積層体を箱状ケーシング内に収容する燃料電池スタックであって、 A pair of electrodes provided on both sides of the electrolyte electrolyte electrode assembly, comprising a unit cell is sandwiched by a separator, a fuel cell stack accommodated in a box-like casing a laminate wherein the unit cells are stacked Te,
    前記セパレータは、外周部に少なくとも1つの凹部を設けるとともに、 The separator is provided with at least one recess on an outer peripheral portion,
    前記ケーシングは、前記積層体の少なくとも1つの側部に配置される側板に、前記凹部に突出するリブ部を設けることを特徴とする燃料電池スタック。 Said casing has at least one on side plates which are arranged on the side, a fuel cell stack, characterized in that the ribs protruding in the recess of the laminate.
  2. 請求項1記載の燃料電池スタックにおいて、前記積層体は、一方の電極に供給される燃料ガスを積層方向に流す燃料ガス入口連通孔と、 The fuel cell stack according to claim 1, wherein the laminate includes a fuel gas supply passage for flowing a fuel gas supplied to one electrode in the stacking direction,
    前記一方の電極から排出される前記燃料ガスを前記積層方向に流すとともに、前記燃料ガス入口連通孔とは対向位置に設けられる燃料ガス出口連通孔と、 With flowing the fuel gas discharged from the one electrode in the stacking direction, and the fuel gas discharge passage provided in a position opposite from that of the fuel gas supply passage,
    他方の電極に供給される酸化剤ガスを前記積層方向に流す酸化剤ガス入口連通孔と、 And oxygen-containing gas supply passage for supplying an oxygen-containing gas supplied to the other electrode in the stacking direction,
    前記他方の電極から排出される前記酸化剤ガスを前記積層方向に流すとともに、前記酸化剤ガス入口連通孔とは対向位置に設けられる酸化剤ガス出口連通孔と、 With flowing the oxidant gas discharged from the other electrode in the stacking direction, and the oxygen-containing gas discharge passage provided in a position opposite from that of the oxidant gas supply passage,
    を有する内部マニホールドを構成し、 Configure the internal manifold having,
    前記凹部は、前記酸化剤ガス入口連通孔又は前記酸化剤ガス出口連通孔よりも前記燃料ガス入口連通孔又は前記燃料ガス出口連通孔に近接して設けられることを特徴とする燃料電池スタック。 The recess, the fuel cell stack, characterized in that provided in close proximity to the fuel gas supply passage or the fuel gas discharge passage than the oxidant gas supply passage or the oxidant gas discharge passage.
  3. 請求項1又は2記載の燃料電池スタックにおいて、前記セパレータは、矩形状に構成されるとともに、四隅に面取り部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。 According to claim 1 or 2 fuel cell stack, wherein the separator is a fuel cell stack while being configured in a rectangular shape, characterized in that the chamfered portion is provided at the four corners.
  4. 請求項3記載の燃料電池スタックにおいて、少なくとも前記酸化剤ガス入口連通孔、前記酸化剤ガス出口連通孔、前記燃料ガス入口連通孔又は前記燃料ガス出口連通孔の内壁面は、前記セパレータの前記面取り部に対応して面取り形状部を有することを特徴とする燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 3, wherein at least the oxidant gas supply passage, the oxygen-containing gas discharge passage, the inner wall surface of the fuel gas supply passage or the fuel gas discharge passage, the chamfer of the separator fuel cell stack, characterized by having a chamfered shape portion corresponds to part.

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