JP2006331805A - 燃料電池のスタック構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電セルの積層体を箱状のケーシング内に効率よく収容できる燃料電池のスタック構造を提供する。
【解決手段】第1エンドプレート91には、その四辺の全てに組み口88が施され、各サイドパネル93−96には、第1エンドプレート91の各辺と連結される一辺のみに組み口89が施されている。第1エンドプレート91と各サイドパネル93−96とは、それぞれの組み口88,89を組継ぎ状に組み合わせ、かつせん断ピン97を挿貫させて固定される。第2エンドプレート92には、その四辺の端面に複数のタッピング孔45が開設されており、各第1ないし第4のサイドパネル93−96には、第2エンドプレート92の各辺と連結される一辺の端部に、前記タッピング孔45と対応するダボ穴46が設けられている。
【選択図】図5
【解決手段】第1エンドプレート91には、その四辺の全てに組み口88が施され、各サイドパネル93−96には、第1エンドプレート91の各辺と連結される一辺のみに組み口89が施されている。第1エンドプレート91と各サイドパネル93−96とは、それぞれの組み口88,89を組継ぎ状に組み合わせ、かつせん断ピン97を挿貫させて固定される。第2エンドプレート92には、その四辺の端面に複数のタッピング孔45が開設されており、各第1ないし第4のサイドパネル93−96には、第2エンドプレート92の各辺と連結される一辺の端部に、前記タッピング孔45と対応するダボ穴46が設けられている。
【選択図】図5
Description
本発明は、燃料電池のスタック構造に係り、特に、電解質・電極構造体を一対のセパレータにより挟持して構成される発電セルの積層体を箱状ケーシング内に収容して構成される燃料電池のスタック構造に関する。
固体高分子型の燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極およびカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体(MEA)をセパレータによって挟持した発電セルを備えている。通常、燃料電池では所望の発電力を得るために、前記発電セルを所定数(例えば、数十〜数百)だけ積層した積層体として使用される。この発電セル積層体では、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、各発電セル同士を確実に加圧保持する必要がある。特許文献1では、発電セル積層体を、その積層方向に加圧圧縮状態でケーシング内に収容して燃料電池スタックを構成する技術が開示されている。
図7は、燃料電池スタックの従来構造の第1の例を示した組立図であり、燃料電池スタック100は、発電セル積層体101と、この発電セル積層体101を収容する六面体の箱状ケーシング102とを主要な構成とし、前記ケーシング102は、発電セル積層体101の積層方向に関する一方の端部側に位置する第1エンドプレート111と、積層方向に関する他方の端部側に位置する第2エンドプレート112と、前記端部以外の4面に配置された第1ないし第4のサイドパネル113,114,115,116とを箱状に組み合わせて構成される。前記第1エンドプレート111には、前記発電セル積層体101に燃料ガスや反応ガスを供給するための媒質供給口117が開設されている。
前記第1および第2エンドプレート111、112には、その四辺の全てに組み口加工が施され、前記第1ないし第4のサイドパネル113−116には、前記第1および第2エンドプレート111、112の各辺と連結される二辺のみに、前記各エンドプレート111,112の各辺と組継ぎ可能な組み口加工が施されている。前記第1および第2エンドプレート111、112と第1ないし第4のサイドパネル113−116とは、それぞれの組み口を組継ぎ状に組み合わせると共に、せん断ピン118を挿入することで連結されてる。
図8は、燃料電池スタックの従来構造の第2の例を示した組立図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
発電セル積層体101は、その積層方向に関する一方の端部側に位置する第1エンドプレート121と、積層方向に関する他方の端部側に位置する第2エンドプレート121とを、複数のボルト123で共締めすることにより加圧圧縮状態で保持される。
特開2005−123114号公報
上記したせん断ピン118を利用した構造では、図9に一例を示した様に、ケーシング組立時の寸法公差を考慮すれば、せん断ピン118の直径R1に対してピン穴119の径R2を大きくする必要があるので、第1および第2エンドプレート111、112と第1ないし第4のサイドパネル113,114,115,116との間に隙間120が生じる。この結果、各発電セル間の面圧が不均一になって発電効率が低下してしまう可能性がある。
上記した連結ボルト123を利用した構造では、発電セル積層体101の周囲にボルト用のスペースを確保しなければならないので燃料電池スタックが大型化してしまう。また、この構造ではエンドプレート121,122同士が固定されると共に車体側にも強固に固定されるのに対して、その内部は金属部材(発電セル)の積層体で構成されている。このため、発電セル積層体101の積層方向に大きな加速度が働くと、各エンドプレートと発電セル積層体101との端部に隙間が形成されてしまう。そして、この隙間が媒質供給口117の設けられた第1エンドプレート121側に形成されてしまうと、エンドプレート121と発電セル積層体101との間のシール性能が低下することが考えられる。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、発電セルの積層体を効率よく収容できる燃料電池のスタック構造を提供することにある。
上記した目的を達成するために、本発明は、複数の発電セルを積層して構成される発電セル積層体と、前記発電セル積層体を収容するケーシング部材とを具備し、前記ケーシング部材が、前記発電セルの積層方向に関する一方の端部側に位置する第1エンドプレートと、前記発電セルの積層方向に関する他方の端部側に位置する第2エンドプレートと、前記各端部側以外に位置する複数のサイドプレートとを含む燃料電池のスタック構造において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)第1エンドプレートを各サイドプレートに対して、前記発電セルの積層方向への変位可能に支持する固定手段と、第2エンドプレートを各サイドプレートに対して、前記発電セルの積層方向への変位不能に固定する固定手段とを含むことを特徴とする。
(2)第1エンドプレートに媒質供給孔が開設されていることを特徴とする。
(3)第1エンドプレートの各端部と各サイドプレートの端部とが組継ぎ状に連結され、かつ各組み口を貫通するせん断ピンにより固定され、前記第2エンドプレートの各端部と各サイドプレートの他の端部とがボルトで締結されることを特徴とする。
(4)ボルトの螺合方向が前記発電セルの積層方向と略同一であることを特徴とする。
(1)第1エンドプレートを各サイドプレートに対して、前記発電セルの積層方向への変位可能に支持する固定手段と、第2エンドプレートを各サイドプレートに対して、前記発電セルの積層方向への変位不能に固定する固定手段とを含むことを特徴とする。
(2)第1エンドプレートに媒質供給孔が開設されていることを特徴とする。
(3)第1エンドプレートの各端部と各サイドプレートの端部とが組継ぎ状に連結され、かつ各組み口を貫通するせん断ピンにより固定され、前記第2エンドプレートの各端部と各サイドプレートの他の端部とがボルトで締結されることを特徴とする。
(4)ボルトの螺合方向が前記発電セルの積層方向と略同一であることを特徴とする。
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)請求項1の発明によれば、ケーシング部材の第1エンドプレートが積層体の積層方向へ変位可能であり、燃料電池スタックに、その積層体の積層方向と同じ方向に加速度が生じたときでも、第1エンドプレートが積層体と共に同一方向へ変位できるので、第1エンドプレートと積層体との間に隙間が生じることを防止できるようになる。
(2)請求項2の発明によれば、酸素含有ガスの供給口や水素含有ガスの供給口が第1エンドプレートに設けられ、燃料電池スタックに、その積層体の積層方向に加速度が生じたときでも、第1エンドプレートが積層体と共に同一方向へ移動して両者の間に隙間が形成されないので、酸素含有ガスや水素含有ガスの漏れを防止できる。
(3)請求項3の発明によれば、各サイドパネルへの第1エンドプレートの変位可能な固定と第2エンドプレートの変位不能な固定とを簡単に実現できるようになる。
(4)請求項4の発明によれば、燃料電池スタックに、その積層体の積層方向と同一方向へ加速度が生じた場合でも、ボルトにはせん断方向への応力が加わらないので、燃料電池スタックの耐久性を向上させることができる。
(1)請求項1の発明によれば、ケーシング部材の第1エンドプレートが積層体の積層方向へ変位可能であり、燃料電池スタックに、その積層体の積層方向と同じ方向に加速度が生じたときでも、第1エンドプレートが積層体と共に同一方向へ変位できるので、第1エンドプレートと積層体との間に隙間が生じることを防止できるようになる。
(2)請求項2の発明によれば、酸素含有ガスの供給口や水素含有ガスの供給口が第1エンドプレートに設けられ、燃料電池スタックに、その積層体の積層方向に加速度が生じたときでも、第1エンドプレートが積層体と共に同一方向へ移動して両者の間に隙間が形成されないので、酸素含有ガスや水素含有ガスの漏れを防止できる。
(3)請求項3の発明によれば、各サイドパネルへの第1エンドプレートの変位可能な固定と第2エンドプレートの変位不能な固定とを簡単に実現できるようになる。
(4)請求項4の発明によれば、燃料電池スタックに、その積層体の積層方向と同一方向へ加速度が生じた場合でも、ボルトにはせん断方向への応力が加わらないので、燃料電池スタックの耐久性を向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両の向きと同一とする。また、図中矢印FRは車両前方を、矢印LHは車両左方を、矢印UPは車両上方をそれぞれ示す。
図1−3に示す自動二輪車1は、その車体略中央に搭載された燃料電池ユニット51から供給される電力で車両駆動用のモータ31を駆動させて走行する燃料電池車両である。自動二輪車1は、その車体に低床フロア部(以下、単にフロア部という)3を有するスクータ型であり、フロア部3の近傍に前記燃料電池ユニット51が配置され、かつ自動二輪車1の駆動輪である後輪32のホイール内には、所謂ホイールモータとしての前記モータ31が配置される。このモータ31は、ケーシング31a内にモータ本体及び減速機構を有して一体のユニットとして構成されるもので、その出力軸は後輪車軸32aと同軸に配置されている。
自動二輪車1の前輪11は左右一対のフロントフォーク12の下端部に軸支され、これら各フロントフォーク12の上部はステアリングステム13を介して車体フレーム4前端部のヘッドパイプ5に操舵可能に枢支される。ステアリングステム13の上端部にはハンドル14が取り付けられ、このハンドル14の右グリップ部にはスロットルグリップ15が配設されると共に、左右のグリップ部の前方にリア及びフロントブレーキレバー16,17がそれぞれ配設されている。
車体フレーム4の後部には、車体上下方向に延在するピボットプレート8が設けられ、このピボットプレート8の中間部よりもやや下方の部位には、リアスイングアーム21の前端部が、その後端側を車体上下方向に揺動可能とすぺくピボット軸9を介して枢支される。リアスイングアーム21は、その左アーム体23がモータ31の前端部まで延びて該モータ31のケーシング31aを支持する一方、右アーム体24は後輪32の中心位置まで延びて後輪車軸32aを軸支する。このようなリアスイングアーム21とモータ31とを主として、自動二輪車1のスイングユニットとしてのモータユニット20が構成される。
車体フレーム4の下部であって燃料電池ユニット51の下方となる部位には、車体前後方向に延在するリアクッション33が配置される。このリアクッション33の後端部は車体フレーム4の下部に連結され、前端部はリンク機構34を介してモータユニット20(リアスイングアーム21)の下部に連結される。前記リンク機構34は、モータユニット20の上下方向の揺動に伴い、リアクッション33を前後方向にストロークさせるもので、このようなリアクッション33のストロークにより、モータユニット20に入力された衝撃や振動が吸収される。
車体フレーム4は、ヘッドパイプ5の上部から左右に分岐して斜め後下方に向けて延び、車体上下方向での略中間となる高さで屈曲した後に後方に向けて延びるアッパチューブ6と、ヘッドパイプ5の下部から左右に分岐して斜め後下方に向けて延び、車体下端部で屈曲した後に後方に向けて延びるダウンチューブ7とを有し、各アッパチューブ6の後端部及びダウンチューブ7の後端部が、燃料電池ユニット51よりも後方に位置する前記ピボットプレート8の上端部及び下端部にそれぞれ結合される。以下、ダウンチューブ7において、ヘッドパイプ5から車体下端部の屈曲部7cまでの部位を前辺部7a、前記屈曲部7cからピボットプレート8までの部位を下辺部7bと表現する。各アッパチューブ6は、車体後端部へ至るべくピボットプレート8からさらに後方に向けて延びており、このような各アッパチューブ6の後半部分が、乗員用のシート41を支持するシートフレームとして用いられる。
自動二輪車1は、その車体が主として合成樹脂からなる車体カバー42により覆われる。この車体カバー42は風防としても機能するもので、かつその一部が車体フレーム4と共に前記フロア部3を構成する。車体フレーム4の下部中央には、車体を直立状態で支持するメインスタンド37が取り付けられると共に、車体フレーム4の下部左側には、車体を左側に傾斜させた起立状態で支持するサイドスタンド38が取り付けられている。
次いで、図4を参照して自動二輪車1の燃料電池システムの概要について説明する。燃料電池ユニット51は単位電池(発電セル)を多数積層してなる周知の個体高分子膜型燃料電池(PEMFC)であり、そのアノード側に燃料ガスとして水素ガスを供給し、カソード側に酸化剤ガスとして酸素を含む空気を供給することで、電気化学反応により電力を生成すると共に水を生成するものである。
前記燃料ガスとしての水素ガスは、水素ボンベ52から遮断弁53を介して所定圧力で燃料電池ユニット51に供給され、かつ発電に供された後には水素循環流路54内に導入される。この水素循環流路54において、未反応の水素ガスは、水素ボンベ52からの新鮮な水素ガスと共に燃料電池ユニット51に繰り返し供給される。水素循環流路54内を循環する水素ガスは、パージ弁55を介して希釈装置56内に導入可能とされる。
一方、前記酸化剤ガスとしての空気は、エアクリーナ装置57を介して加給機58内に導入された後に、所定圧力に加圧された状態で燃料電池ユニット51に供給され、かつ発電に供された後は希釈装置56内に導入される。なお、符号58aは燃料電池ユニット51への供給空気(酸化剤ガス)を冷却するインタークーラを、符号59は酸化剤ガスに水分を供給する加湿器を、符号58bは燃料電池ユニット51の低温時等にインタークーラ58a及び加湿器59を介さずに空気を供給するためのバイパスバルブを、符号58cは燃料電池ユニット51における酸化剤ガスの圧力を調整するための背圧弁をそれぞれ示している。
そして、水素循環流路54に設けられたパージ弁55が開作動することで、反応後の水素ガスが希釈装置56内に導入され、この希釈装置56において燃料電池ユニット51からの排出空気と混合、希釈処理された後に、サイレンサ61を介して大気に放出される。燃料電池ユニット51からの生成水は、排出空気と共に加湿器59内に導入された際に集積され、酸化剤ガスに供給する水分として再利用される。また、加湿器59で集積されなかった水分(例えば水蒸気)は、希釈装置56を経た後に反応済みガスと共に排出されるか、希釈装置56内で凝結した後に配水管(排出用配管)81を介して排出される。この排水管81には、水路を所定のタイミングで開閉させる制御弁82が設けられている。
燃料電池ユニット51の運転はECU(電子制御ユニット)62により制御される。具体的には、ECU62には水素ガス及び酸化剤ガスの圧力及び温度に関する信号、車速及び加給機58の回転数に関する信号、燃料電池ユニット51及びその冷却水温に関する信号等が入力され、これら各信号に応じて加給機58、バイパスバルブ58b、背圧弁58c、パージ弁55、及び遮断弁53等の作動が制御される。
また、ECU62にはスロットルグリップ15からの加速要求信号が入力され、該信号に応じて後輪32駆動用のモータ31が駆動制御される。モータ31は、燃料電池ユニット51あるいは二次電池としてのバッテリ63からの直流電流が、インバータユニットとしてのモータドライバ64において三相の交流電流に変換された後に供給されて駆動する三相交流モータとして構成される。
上記燃料電池システムにおける冷却系は、燃料電池ユニット51及びモータ31のウオータジャケット、並びにインタークーラ58a内及びモータドライバ64に隣接する冷却板(冷却器)65内の各水路を連通させる冷却水路66を形成し、この冷却水路66にウオータポンプ67及びラジエータ68を設けてなるものである。
このような冷却系において、ウオータポンプ67の作動により冷却水路66内を冷却水が流通、循環することで、燃料電池ユニット51、モータ31、酸化剤ガス、及びモータドライバ64から吸熱されると共にこの熱がラジエータ68にて放熱される。なお、符号69は、燃料電池ユニット51の低温時等にラジエータ68を介さずに冷却水を循環させるためのサーモスタットを示す。
図1〜3を併せて参照して説明すると、水素ボンベ52は、円筒形の外観を有する一般的な高圧ガスボンベであり、金属と繊維強化プラスチックとからなる一般的な高圧ガスボンベであり、金属と繊維強化プラスチックとから構成される一般複合容器とされ、車体後部右側において、その軸線Cが前後方向に沿うように、詳細には前記軸線Cがやや前下がりとなるように配置される。このときの水素ボンベ52は、その右側端(外側端)が車体右側のアッパチューブ6の外側端よりもやや外側に位置し、かつ左側端(内側端)が後輪32の外側端よりもやや外側に位置するように配置される。
水素ボンベ52の前後端部は球状に(換言すれば、先細りに)形成されており、その前端部がピボットプレート8の前方に位置すると共に後端部が車体後端部に位置するように配置される。このような水素ボンベ52の後端部には、該水素ボンベ52の元栓71及び水素充填口72が配設されている。
車体左側のアッパチューブ6は、やや後上がりとなるように傾斜して概ね直線的に後方に延びる一方、車体右側のアッパチューブ6は、車体左側のアッパチューブ6に対してピボットプレート8近傍において下方に向けて緩やかに変化するように設けられる。このような各アッパチューブ6は、ピボットプレート8近傍において車幅方向外側に緩やかに変化するように設けられる。
車体右側のアッパチューブ6は、その下側端が車体側面視で水素ボンベ52の下側端とほぼ重なるように設けられると共に、車体後端部において上方に向けて屈曲し、水素ボンベ52の元栓71及び水素充填口72を避けるようにして車体左側に向けて延びた後に、下方に向けて屈曲して車体左側のアッパチューブ6の後端部に結合される。
燃料電池ユニット51は、車幅方向に幅広でかつ上下方向に扁平とされ、その前壁部には酸化剤ガス及び水素ガスの供給口及び排出口、並びに冷却水の導入口及び導出口がそれぞれ設けられている。燃料電池ユニット51の上部後方には、車幅方向に長い筐体を有する加湿器59が近接配置される。この加湿器59左側部の斜め上後方には加給機58が近接配置され、この加給機58の斜め下後部には車幅方向に延在する導入ダクト57bの左側部が接続される。加湿器58左側部の上方には背圧弁58cが近接配置される。
導入ダクト57bの右側部は水素ボンベ52の下方に位置するように設けられ、該右側部には同じく水素ボンベ52の下方に位置するエアクリーナケース57aの前端部が接続される。エアクリーナケース57aの後端部には不図示の吸気ダクトが接続され、これら吸気ダクト、エアクリーナケース57a及び導入ダクト57bを主として前記エアクリーナ装置57が構成される。
加湿器59右側部の後方にはバイパスバルブ58bが近接配置され、このバイパスバルブ58bの斜め下後方にはインタークーラ58aが近接配置される。これらバイパスバルブ58b及びインタークーラ58aは、車体前後方向で加湿器59の右側部と導入ダクト57bの右側部との間に位置するように配置されている。加給機58の下流側は、不図示の導出ダクトを介してインタークーラ58aに接続されている。
車体後部左側には、車幅方向に扁平なサイレンサ61が、車体左側のアッパチューブ6よりも車幅方向外側に位置するように配置される。サイレンサ61は、車体側面視で概ね方形状を成し、後輪32の斜め上左側で後上がりに傾斜した姿勢で配置される。前記サイレンサ61は、後上がりに傾斜する排出管77の後半部分に設けられるものであり、このサイレンサ61(排出管77)の後端部にはテールパイプ75が後方に向けて突設され、該テールパイプ75の後端には反応済みガスの排出口76が形成されている。
ラジエータ68は、ヘッドパイプ5の前方に位置する比較的小型の上段ラジエータ68aと、各ダウンチューブ7の前辺部7aの前方に位置する比較的小型の下段ラジエータ68bとに分割構成される。下段ラジエータ68bの右側後方にはウオータポンプ67が配置され、このウオータポンプ67の斜め下後方にはサーモスタット69が配置されている。下段ラジエータ68bの両側方に位置する車体カバー42の内側には、車幅方向に扁平なバッテリ63がそれぞれ配置される。
各ダウンチューブ7の屈曲部7c間には、下辺部7bの下側端よりも下方に突出するように希釈装置56が配置されている。希釈装置56からは排出短管78が導出され、この排出短管78が車体左側のダウンチューブ7の下辺部7b前側に接続されると共に、下辺部7b後側からは前記排出管77が導出される。すなわち、車体左側のダウンチューブ7が反応済みガスの排出経路の一部を構成しており、したがって希釈装置56からの排出ガスは、排出短管78、ダウンチューブ7の下辺部7b、及び排出管77を介して大気に放出される。
制御弁82を介して分岐する配水管81は、車体左側のダウンチューブ7の下辺部7bに沿うようにして後方に向けて延びる。このような配水管81は、リアクッション33の左側方に配置され、かつ車体側面視でリアクッション33とラップするように配置される(図5参照)。また、配水管81は、その後部が斜め後左側に向けて屈曲している。
図6は、本発明に係る燃料電池スタック50の斜視図であり、図5は、その組立図である。燃料電池スタック50は前記燃料電池ユニット51内に収容され、ユニットケースの6つの面との間に掃気用のスペースが確保されるように支持されている。
燃料電池スタック50は、発電セル積層体85と、この発電セル積層体85を収容する六面体の箱状ケーシング90とを主要な構成とし、前記ケーシング90は、発電セル積層体85の積層方向に関する一方の端部側に位置する第1エンドプレート91と、積層方向に関する他方の端部側に位置する第2エンドプレート92と、前記端部以外の4面に配置された第1ないし第4のサイドパネル93,94,95,96とを組み合わせて構成される。前記第1エンドプレート91には、前記発電セル積層体に酸素含有ガスや水素含有ガス等の媒質を供給するための媒質供給口86が開設されている。
前記第1エンドプレート91には、その四辺の全てに組み口88が形成され、前記第1ないし第4のサイドパネル93−96には、前記第1エンドプレート91の各辺と連結される一辺のみに、前記組み口88と組継ぎ可能な組み口89が形成されている。前記第1エンドプレート91と前記第1ないし第4のサイドパネル93−96とは、それぞれの組み口88,89を組継ぎ状に組み合わせ、各組み口を貫通するようにせん断ピン97を挿貫することにより固定される。
前記第2エンドプレート92には、その四辺の端面に複数のタッピング孔45が開設されており、前記各第1ないし第4のサイドパネル93−96には、前記第2エンドプレート92の各辺と連結される一辺の端部に、前記タッピング孔45と対応するダボ穴46が設けられている。
このような構成において、前記第2エンドプレート92は第1ないし第4のサイドパネル93−96の各辺に対してボルト47により強固かつ変位不能に固定される。これに対して、前記第1エンドプレート91は、その各辺の組み口88が第1ないし第4のサイドパネル93−96の各辺の組み口89と組継ぎ状に歯合され、せん断ピン97により連結されている。したがって、第1エンドプレート91は各サイドパネル93−96に対して、発電セル積層体85の積層方向への若干の変位が可能な状態で固定される。このため、燃料電池スタック50に、その積層体85の積層方向と同じ方向に加速度が生じたときでも、第1エンドプレート91が積層体85と共に同一方向へ変位できるので、第1エンドプレート91と積層体85との間に隙間が生じることを防止できるようになる。
そして、本実施形態では、酸素含有ガスや水素含有ガス等の媒質ガスが供給される媒質供給口86が第1エンドプレート91に設けられているので、燃料電池スタック50に、その発電セル積層体85の積層方向に加速度が生じたときでも、第1エンドプレート91が積層体85と共に同一方向へ移動するので、酸素含有ガスや水素含有ガスの漏れを防止できる。
なお、上記した実施形態では、第2エンドプレート92と各サイドパネル93−96との固定方法に関して、第2エンドプレート92にタッピング孔45を設け、各サイドパネル93−96にダボ穴46を設けるものとして説明したが、このような構成では、燃料電池スタック50に、その発電セル積層体85の積層方向に加速度が生じた際に、各ボルト47にせん断方向の応力が生じる。これに対して、各サイドパネル93−96にタッピング孔を設け、第2エンドプレート92にダボ穴を設け、加速度の方向と各ボルト47と螺合方向とを一致させれば、各ボルト47にせん断方向の応力が生じないようにできる。
45…タッピング孔,46…ダボ穴,50…燃料電池スタック,51…燃料電池ユニット,85…発電セル積層体,86…媒質供給口,88,89…組み口,90…ケーシング,91…第1エンドプレート,92…第2エンドプレート,93−96…サイドパネル,97…せん断ピン
Claims (4)
- 複数の発電セルを積層して構成される発電セル積層体と、
前記発電セル積層体を収容するケーシング部材とを具備し、
前記ケーシング部材が、
前記発電セルの積層方向に関する一方の端部側に位置する第1エンドプレートと、
前記発電セルの積層方向に関する他方の端部側に位置する第2エンドプレートと、
前記各端部側以外に位置する複数のサイドプレートとを含む燃料電池のスタック構造において、
前記第1エンドプレートを各サイドプレートに対して、前記発電セルの積層方向への変位可能に支持する固定手段と、
前記第2エンドプレートを各サイドプレートに対して、前記発電セルの積層方向への変位不能に固定する固定手段とを含むことを特徴とする燃料電池のスタック構造。 - 前記第1エンドプレートに媒質供給孔が開設されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池のスタック構造。
- 前記第1エンドプレートの各端部と各サイドプレートの端部とが組継ぎ状に連結され、かつ各組み口を貫通するせん断ピンにより固定され、前記第2エンドプレートの各端部と各サイドプレートの他の端部とがボルトで締結されることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池のスタック構造。
- 前記ボルトの螺合方向が前記発電セルの積層方向と略同一であることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池のスタック構造。
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