JP2008226711A - 燃料電池システム - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成で、燃料電池スタックの流体用配管と加湿器の流体用配管とを良好且つ高精度に連結することを可能にする。
【解決手段】燃料電池システム１０は、エンドプレート６２ｂに加湿器３６が一体的に取り付けられる。エンドプレート６２ｂに設けられる流体用配管、例えば、酸化剤ガス入口マニホールド９８ａの配管接続部１０２ａと、加湿器３６を構成する流体用配管、例えば、加湿空気供給配管３８の配管接続部１１２ａとは、略リング状の中間配管１１６を介して連結される。中間配管１１６は、外周部に周溝１１８ａ、１１８ｂを介してＯリング１２０ａ、１２０ｂが装着されており、前記Ｏリング１２０ａが配管接続部１０２ａの内周面に密着する一方、前記Ｏリング１２０ｂが配管接続部１１２ａの内周面に密着している。
【選択図】図７

Description

本発明は、複数の発電セルが積層される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに供給される少なくとも一方の反応ガスを、加湿流体によって加湿する加湿器とを備える燃料電池システムに関する。
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（電解質）の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを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。
ところで、燃料電池では、良好なイオン伝導性を確保するために、電解質膜を所望の湿潤状態に維持する必要がある。このため、酸化剤ガスや燃料ガスは、一般的に、燃料電池に供給される前に加湿装置を介して加湿されている。
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池用加湿システムでは、図８に示すように、スタック１と加湿ユニット２とを備えている。そして、スタック１の接続面１ａと、加湿ユニット２の接続面２ａとが重ね合わされることにより、前記スタック１と前記加湿ユニット２とが一体的に取り付けられている。
スタック１の接続面１ａには、燃料ガス入口３ａと燃料ガス出口３ｂとが一方の対角位置に形成されるとともに、供給ガス入口４ａと供給ガス出口４ｂとが、同様に他方の対角位置に形成されている。さらに、冷却水入口５ａ及び冷却水出口５ｂは、それぞれ左右各辺の略中央部に形成されている。
加湿ユニット２の接続面２ａには、スタック１に対応して、燃料ガス送出口３ｃ、燃料ガス吸入口３ｄ、供給ガス送出口４ｃ、送出ガス吸入口４ｄ、冷却水送出口５ｃ及び冷却水吸入口５ｄが形成されている。
このように、加湿ユニット２がスタック１に一体的に取り付けられるため、構造の簡素化を図ることができ、装置全体の小型化及び軽量化を容易に図ることが可能になる。
特開２００１−２１６９８３号公報（図２）
ところで、上記の燃料電池用加湿システムでは、スタック１の接続面１ａに、加湿ユニット２の接続面２ａを重ね合わせて取り付ける際、前記スタック１の配管と、前記加湿ユニット２の配管とを、互いに正確に位置決めする必要がある。
例えば、スタック１の燃料ガス入口３ａと加湿ユニット２の燃料ガス送出口３ｃとを同軸上に正確に位置決めすることにより、燃料ガスの円滑な流れが可能になるからである。
本発明はこの種の要請に対応してなされたものであり、簡単な構成で、燃料電池スタックの流体用配管と加湿器の流体用配管とを、良好且つ高精度に連結することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
本発明は、複数の発電セルが積層される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに供給される少なくとも一方の反応ガスを、加湿流体によって加湿する加湿器とを備える燃料電池システムに関するものである。この燃料電池システムでは、燃料電池スタックに設けられる流体用配管と加湿器に設けられる流体用配管とが、別体に構成される中間配管を介して連結されている。
また、流体用配管は、一方の反応ガスである酸化剤ガス用供給配管、酸化剤ガス用排出配管、他方の反応ガスである燃料ガス用供給配管及び燃料ガス排出用排出配管を有し、前記流体用配管の少なくとも２つに、中間配管が配設されることが好ましい。
さらに、中間配管の外周と流体用配管の内周との間隙には、Ｏリングが介装されることが好ましく、さらにまた、前記中間配管の内径は、前記流体用配管の内径と同等の寸法に設定されることが好ましい。また、燃料電池スタックと加湿器とは、ノックピンを介して位置決めされることが好ましく、さらに前記燃料電池スタックは、車載用であることが好ましい。
本発明によれば、燃料電池スタック側の流体用配管と加湿器側の流体用配管とは、中間配管により連結されているため、前記流体用配管同士に軸心のずれが生じていても、例えば、前記中間配管が傾動することにより、前記軸心のずれを吸収することができる。これにより、簡単な構成で、燃料電池スタックの流体用配管と加湿器の流体用配管とを良好且つ高精度に連結することが可能になるとともに、反応ガスの円滑な流れが確実に得られる。
図１は、本発明の実施形態に係る燃料電池システム１０が搭載される燃料電池車両１２の概略側面説明図であり、図２は、前記燃料電池システム１０の概略構成図である。なお、図２では、説明のために、後述する各構成要素の配置位置が、実際の配置位置とは異なる位置に記載されている。実際の配置位置は、図１に示されている。
燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１４と、前記燃料電池スタック１４に冷却媒体を供給するための冷却媒体供給機構１６と、前記燃料電池スタック１４に酸化剤ガス（反応ガス）を供給するための酸化剤ガス供給機構１８と、前記燃料電池スタック１４に燃料ガス（反応ガス）を供給するための燃料ガス供給機構２０とを備える。
燃料電池スタック１４は、燃料電池車両１２の車幅方向中央に位置し、且つ後述する積層方向が車長方向（矢印Ｌ方向）に設定されるとともに、例えば、センターコンソール２２に配置される。
図１及び図２に示すように、冷却媒体供給機構１６は、燃料電池車両１２の進行方向前側（矢印Ｌ１方向）に配置されるラジエータ２４を備える。このラジエータ２４には、冷媒用ポンプ２６を介して冷却媒体供給配管２８と、冷却媒体排出配管３０とが接続される。冷却媒体供給配管２８及び冷却媒体排出配管３０は、燃料電池スタック１４よりも燃料電池車両１２の進行方向前側に配置されている。
酸化剤ガス供給機構１８は、冷媒用ポンプ２６に近接して配置される空気用ポンプ３２を備える。この空気用ポンプ３２に一端が接続される空気供給配管３４は、加湿器３６に他端が接続されるとともに、この加湿器３６には、加湿空気供給配管３８を介して燃料電池スタック１４が接続される。燃料電池スタック１４と加湿器３６とには、使用済みの酸化剤ガス（以下、オフガスという）を加湿流体として供給するためのオフガス供給配管４０が接続される。加湿器３６では、オフガス供給配管４０を介して供給されたオフガスの排出側に、背圧弁４２が配設される（図３参照）。
燃料ガス供給機構２０は、燃料ガスとして水素ガスが貯留される燃料ガスタンク（燃料タンク）４４を備える。この燃料ガスタンク４４には、燃料ガスパイプ４５の一端が接続され、前記燃料ガスパイプ４５には、遮断弁４６、レギュレータ４８及びエゼクタ５０を介して燃料ガス供給配管５１が接続されるとともに、前記燃料ガス供給配管５１が燃料電池スタック１４に接続される。
燃料電池スタック１４には、使用済みの燃料ガスが排出される排出燃料ガス配管５２が接続される。この排出燃料ガス配管５２は、リターン配管５４を介してエゼクタ５０に接続されるとともに、一部がパージ弁５６に連通する。
燃料電池スタック１４は、複数の発電セル６０が車長方向である水平方向（矢印Ａ方向）に積層されるとともに、積層方向の両端には、図示しないが、ターミナルプレート及び絶縁プレートを介して金属製エンドプレート６２ａ、６２ｂが配設される。エンドプレート６２ａ、６２ｂから積層方向外方に電力取り出し端子６３ａ、６３ｂが突出し、前記電力取り出し端子６３ａ、６３ｂは、図示しない走行用モータや補機類に接続される。
燃料電池スタック１４は、鉛直方向（矢印Ｃ方向）に長尺（縦長）な四角形に構成されるエンドプレート６２ａ、６２ｂを端板として含むケーシング６４を備えている。
図３に示すように、各発電セル６０は、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）６６と、前記電解質膜・電極構造体６６を挟持する薄板波形状の第１及び第２金属セパレータ６８、７０とを備えるとともに、縦長に構成される。なお、第１及び第２金属セパレータ６８、７０に代替して、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
発電セル６０の長辺方向（矢印Ｃ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供給連通孔７２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔７６ａが設けられる。
発電セル６０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、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔７２ｂ及び燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔７６ｂが設けられる。
発電セル６０の短辺方向（矢印Ｂ方向）の一端縁部には、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔７４ａが設けられるとともに、前記発電セル６０の短辺方向の他端縁部には、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔７４ｂが設けられる。冷却媒体供給連通孔７４ａ及び冷却媒体排出連通孔７４ｂは、縦長形状に設定される。
電解質膜・電極構造体６６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７８と、前記固体高分子電解質膜７８を挟持するアノード側電極８０及びカソード側電極８２とを備える。
第１金属セパレータ６８の電解質膜・電極構造体６６に向かう面６８ａには、燃料ガス供給連通孔７６ａと燃料ガス排出連通孔７６ｂとを連通する燃料ガス流路８４が形成される。この燃料ガス流路８４は、例えば、矢印Ｃ方向に延在する溝部により構成される。第１金属セパレータ６８の面６８ｂには、冷却媒体供給連通孔７４ａと冷却媒体排出連通孔７４ｂとを連通する冷却媒体流路８６が形成される。この冷却媒体流路８６は、矢印Ｂ方向に延在する溝部により構成される。
第２金属セパレータ７０の電解質膜・電極構造体６６に向かう面７０ａには、例えば、矢印Ｃ方向に延在する溝部からなる酸化剤ガス流路８８が設けられるとともに、この酸化剤ガス流路８８は、酸化剤ガス供給連通孔７２ａと酸化剤ガス排出連通孔７２ｂとに連通する。第２金属セパレータ７０の面７０ｂには、第１金属セパレータ６８の面６８ｂと重なり合って冷却媒体流路８６が一体的に形成される。図示しないが、第１及び第２金属セパレータ６８、７０には、必要に応じてシール部材が一体成形される。
図４に示すように、ケーシング６４は、端板であるエンドプレート６２ａ、６２ｂと、積層された発電セル６０の側部に配置される４枚のパネル部材９０ａ〜９０ｄと、前記パネル部材９０ａ〜９０ｄの互いに近接する端部同士をボルト９１により連結するアングル部材９２と、前記エンドプレート６２ａ、６２ｂと前記パネル部材９０ａ〜９０ｄとを連結するそれぞれ長さの異なる連結ピン９４ａ、９４ｂとを備える。パネル部材９０ａ〜９０ｄは、薄板金属製プレートで構成される。
図２に示すように、エンドプレート６２ａには、冷却媒体入口マニホールド９６ａと、冷却媒体出口マニホールド９６ｂとが設けられる。冷却媒体入口マニホールド９６ａは、冷却媒体供給連通孔７４ａに連通する一方、冷却媒体出口マニホールド９６ｂは、冷却媒体排出連通孔７４ｂに連通する。冷却媒体入口マニホールド９６ａ及び冷却媒体出口マニホールド９６ｂは、冷却媒体供給配管２８及び冷却媒体排出配管３０を介してラジエータ２４に連通している。
図４に示すように、エンドプレート６２ｂには、酸化剤ガス供給連通孔７２ａに連通する酸化剤ガス入口マニホールド９８ａ、燃料ガス供給連通孔７６ａに連通する燃料ガス入口マニホールド１００ａ、酸化剤ガス排出連通孔７２ｂに連通する酸化剤ガス出口マニホールド９８ｂ、及び燃料ガス排出連通孔７６ｂに連通する燃料ガス出口マニホールド１００ｂが設けられる。
酸化剤ガス入口マニホールド９８ａ、燃料ガス入口マニホールド１００ａ、酸化剤ガス出口マニホールド９８ｂ及び燃料ガス出口マニホールド１００ｂは、それぞれ薄肉円筒状の配管接続部１０２ａ、１０３ａ、１０２ｂ及び１０３ｂを有する。配管接続部１０２ａ、１０３ａ、１０２ｂ及び１０３ｂは、エンドプレート６２ｂの面から積層方向外方に突出形成される。
図５に示すように、燃料電池スタック１４のエンドプレート６２ｂには、加湿器３６を構成する金属製ケーシング１０４が固定される。ケーシング１０４は、例えば、鋳造成形されており、エンドプレート６２ｂに接するフランジ部１０６に複数のボルト１０８が挿入される。ボルト１０８がエンドプレート６２ｂに螺合することにより、ケーシング１０４が前記エンドプレート６２ｂに固定される。
ケーシング１０４内には、第１及び第２加湿部１１０ａ、１１０ｂが上下に配列して収容される。第１加湿部１１０ａ及び第２加湿部１１０ｂは、空気供給配管３４と加湿空気供給配管３８とに接続される。第１加湿部１１０ａ及び第２加湿部１１０ｂは、例えば、中空糸膜型加湿構造を採用することができる。ケーシング１０４には、燃料ガス供給機構２０を構成する各補機類、例えば、遮断弁４６、レギュレータ４８、エゼクタ５０及び背圧弁４２が一体化される。
図６に示すように、加湿空気供給配管３８、オフガス供給配管４０、燃料ガス供給配管５１及び排出燃料ガス配管５２の端部には、それぞれ薄肉円筒状の配管接続部１１２ａ、１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂが設けられる。配管接続部１１２ａ、１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂは、エンドプレート６２ｂに設けられた酸化剤ガス入口マニホールド９８ａ、酸化剤ガス出口マニホールド９８ｂ、燃料ガス入口マニホールド１００ａ及び燃料ガス出口マニホールド１００ｂの各配管接続部１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ及び１０３ｂにそれぞれ中間配管１１６を介して連結される。
図７に示すように、中間配管１１６は、略円筒状を有するとともに、その外周部両端縁部には、周溝１１８ａ、１１８ｂを介してＯリング１２０ａ、１２０ｂが装着される。酸化剤ガス入口マニホールド９８ａを構成する配管接続部１０２ａの内周径と加湿空気供給配管３８を構成する配管接続部１１２ａの内周径とは、略同一直径に設定されるとともに、中間配管１１６の外周面との間には、所定の間隙Ｓが形成される。配管接続部１０２ａ、１１２ａ間の軸心のずれを中間配管１１６の傾動により吸収するためである。配管接続部１０２ａ、１１２ａの先端部内周面には面取り（テーパ）１２２ａ、１２２ｂが形成される。
中間配管１１６は、一方のＯリング１２０ａを配管接続部１０２ａの内周面に摺接させるとともに、他方のＯリング１２０ｂを配管接続部１１２ａの外周面に摺接させて、酸化剤ガス入口マニホールド９８ａと加湿空気供給配管３８とを連結する。中間配管１１６の内径は、酸化剤ガス入口マニホールド９８ａ及び加湿空気供給配管３８の内径と同等の寸法に設定される。
なお、酸化剤ガス出口マニホールド９８ｂとオフガス供給配管４０、燃料ガス入口マニホールド１００ａと燃料ガス供給配管５１及び燃料ガス出口マニホールド１００ｂと排出燃料ガス配管５２とは、上記の酸化剤ガス入口マニホールド９８ａと加湿空気供給配管３８と同様の関係を有しており、その詳細な説明は省略する。
図４に示すように、エンドプレート６２ｂには、位置決め用ノックピン１２２が所定数だけ設けられるとともに、図６に示すように、ケーシング１０４の前記エンドプレート６２ｂに接合される面には、前記ノックピン１２２が嵌合するノック穴１２４が所定数だけ設けられる。
なお、本実施形態では、図２に示すように、酸化剤ガス供給機構１８を構成する空気供給配管３４と燃料ガス供給機構２０を構成するエゼクタ５０の下流側との間にパージバルブ（図示せず）を介装した分岐配管を設け、燃料電池スタック１４の燃料ガス流路系内に残存する燃料ガスを排気（パージ）するように構成してもよい。
このように構成される燃料電池システム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、酸化剤ガス供給機構１８を構成する空気用ポンプ３２が駆動され、酸化剤ガスである外部空気が吸引されて空気供給配管３４に導入される。この空気は、空気供給配管３４から加湿器３６内に導入され、第１及び第２加湿部１１０ａ、１１０ｂを通って加湿空気供給配管３８に供給される。
その際、オフガス供給配管４０には、後述するように、反応に使用された酸化剤ガスであるオフガスが供給されている。このため、使用前の空気には、オフガス中に含まれる水分が移動し、この使用前の空気が加湿される。加湿された空気は、加湿空気供給配管３８からエンドプレート６２ｂを通って燃料電池スタック１４内の酸化剤ガス供給連通孔７２ａに供給される。
一方、燃料ガス供給機構２０では、遮断弁４６の開放作用下に、燃料ガスタンク４４内の燃料ガス（水素ガス）がレギュレータ４８で降圧された後、エゼクタ５０を通って燃料ガス供給配管５１からエンドプレート６２ｂを通って燃料電池スタック１４内の燃料ガス供給連通孔７６ａに導入される。
さらに、冷却媒体供給機構１６では、冷媒用ポンプ２６の作用下に、冷却媒体供給配管２８からエンドプレート６２ａを通って燃料電池スタック１４内の冷却媒体供給連通孔７４ａに冷却媒体が導入される。
図３に示すように、燃料電池スタック１４内の発電セル６０に供給された空気は、酸化剤ガス供給連通孔７２ａから第２金属セパレータ７０の酸化剤ガス流路８８に導入され、電解質膜・電極構造体６６のカソード側電極８２に沿って移動する。一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔７６ａから第１金属セパレータ６８の燃料ガス流路８４に導入され、電解質膜・電極構造体６６のアノード側電極８０に沿って移動する。
従って、各電解質膜・電極構造体６６では、カソード側電極８２に供給される空気中の酸素と、アノード側電極８０に供給される燃料ガス（水素）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。
次いで、カソード側電極８２に供給されて消費された空気は、酸化剤ガス排出連通孔７２ｂに沿って流動した後、オフガスとしてエンドプレート６２ｂからオフガス供給配管４０に排出される（図２参照）。
同様に、アノード側電極８０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７６ｂに排出されて流動し、排出燃料ガスとしてエンドプレート６２ｂから排出燃料ガス配管５２に排出される。排出燃料ガス配管５２に排出された排出燃料ガスは、一部がリターン配管５４を通ってエゼクタ５０の吸引作用下に燃料ガス供給配管５１に戻される。この排出燃料ガスは、新たな燃料ガスに混在して燃料ガス導入配管４５ａから燃料電池スタック１４内に供給される。残余の排出燃料ガスは、パージ弁５６の開放作用下に排出される。
また、冷却媒体は、図３に示すように、冷却媒体供給連通孔７４ａから第１及び第２金属セパレータ６８、７０間の冷却媒体流路８６に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体６６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔７４ｂを移動してエンドプレート６２ａの冷却媒体出口マニホールド９６ｂから冷却媒体排出配管３０に排出される。この冷却媒体は、図２に示すように、ラジエータ２４により冷却された後、冷媒用ポンプ２６の作用下に冷却媒体供給配管２８から燃料電池スタック１４に供給される。
この場合、本実施形態では、燃料電池スタック１４を構成するエンドプレート６２ｂに加湿器３６が一体に取り付けられるとともに、前記燃料電池スタック１４側の流体用配管と前記加湿器３６側の流体用配管とは、中間配管１１６により連結されている。
具体的には、図４に示すように、エンドプレート６２ｂに設けられている酸化剤ガス入口マニホールド９８ａ、酸化剤ガス出口マニホールド９８ｂ、燃料ガス入口マニホールド１００ａ及び燃料ガス出口マニホールド１００ｂを構成する各配管接続部１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ及び１０３ｂと、図６に示すように、加湿器３６に設けられている加湿空気供給配管３８、オフガス供給配管４０、燃料ガス供給配管５１及び排出燃料ガス配管５２を構成する各配管接続部１１２ａ、１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂとの間には、中間配管１１６が介装されている。
その際、図７に示すように、中間配管１１６の外周と配管接続部１０２ａ、１０２ｂの内周との間に所定の間隙Ｓが形成されるとともに、前記中間配管１１６の外周には、周溝１１８ａ、１１８ｂを介してＯリング１２０ａ、１２０ｂが装着されている。Ｏリング１２０ａ、１２０ｂは、それぞれ酸化剤ガス入口マニホールド９８ａの配管接続部１０２ａの内周面と、加湿空気供給配管３８の配管接続部１１２ａの内周面とに密着している。
このように、配管接続部１０２ａ、１１２ａは、中間配管１１６を介して連結されるため、前記配管接続部１０２ａ、１１２ａ間に軸心のずれが惹起していても、例えば、前記中間配管１１６が傾動して該軸心のずれを確実に吸収することができる。
これにより、本実施形態では、簡単な構成で、燃料電池スタック１４の流体用配管と加湿器３６の流体用配管とを、良好且つ高精度に連結することが可能になるとともに、酸化剤ガス及び燃料ガスの円滑且つ確実な流通が遂行されるという効果が得られる。
さらに、中間配管１１６を用いることにより、燃料電池スタック１４と加湿器３６との位置決めが確実且つ容易に遂行される。その際、所定数のノックピン１２２と所定数のノック穴１２４との嵌合作用下に、燃料電池スタック１４と加湿器３６との位置決め作業が一層簡素化されるという利点がある。
なお、中間配管１１６は、位置決め部材として利用可能であるため、例えば、少なくとも２つの中間配管１１６を用いる一方、前記中間配管１１６が介装されない他の流体用配管には、例えば、インロー構造等を採用することもできる。
さらにまた、本実施形態では、中間配管１１６の内径は、加湿空気供給配管３８の内径及び酸化剤ガス入口マニホールド９８ａの内径と同等の寸法に設定されている。これにより、加湿空気供給配管３８から中間配管１１６を介して酸化剤ガス入口マニホールド９８ａには、加湿空気が円滑且つ良好に流れることができるという効果がある。
本発明の実施形態に係る車載用燃料電池システムが搭載される燃料電池車両の概略側面説明図である。 前記燃料電池システムの概略構成説明図である。 前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。 前記燃料電池スタックの加湿器側からの斜視説明図である。 前記加湿器及び前記燃料電池スタックの斜視説明図である。 前記加湿器の取り付け側からの正面図である。 前記加湿器と前記燃料電池スタックとの接続構造の説明図である。 特許文献１の燃料電池用加湿システムの分解説明図である。
符号の説明
１０…燃料電池システム １２…燃料電池車両
１４…燃料電池スタック １６…冷却媒体供給機構
１８…酸化剤ガス供給機構 ２０…燃料ガス供給機構
２２…センターコンソール ２４…ラジエータ
２６、３２…ポンプ ２８…冷却媒体供給配管
３０…冷却媒体排出配管 ３４…空気供給配管
３６…加湿器 ３８…加湿空気供給配管
４０…オフガス供給配管 ４２…背圧弁
４４…燃料ガスタンク ４５…燃料ガスパイプ
４６…遮断弁 ４８…レギュレータ
５０…エゼクタ ５１…燃料ガス供給配管
５２…排出燃料ガス配管 ５４…リターン配管
６０…発電セル ６２ａ、６２ｂ…エンドプレート
６４、１０４…ケーシング ６６…電解質膜・電極構造体
６８、７０…金属セパレータ ７２ａ…酸化剤ガス供給連通孔
７２ｂ…酸化剤ガス排出連通孔 ７４ａ…冷却媒体供給連通孔
７４ｂ…冷却媒体排出連通孔 ７６ａ…燃料ガス供給連通孔
７６ｂ…燃料ガス排出連通孔 ７８…固体高分子電解質膜
８０…アノード側電極 ８２…カソード側電極
８４…燃料ガス流路 ８６…冷却媒体流路
８８…酸化剤ガス流路 ９６ａ…冷却媒体入口マニホールド
９６ｂ…冷却媒体出口マニホールド ９８ａ…酸化剤ガス入口マニホールド
９８ｂ…酸化剤ガス出口マニホールド １００ａ…燃料ガス入口マニホールド
１００ｂ…燃料ガス出口マニホールド
１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１４ａ、１１４ｂ…配管接続部
１１６…中間配管 １２０ａ、１２０ｂ…Ｏリング
１２２…ノックピン １２４…ノック穴

Claims (6)

  1. 複数の発電セルが積層される燃料電池スタックと、
    前記燃料電池スタックに供給される少なくとも一方の反応ガスを、加湿流体によって加湿する加湿器と、
    を備えるとともに、
    前記燃料電池スタックに設けられる流体用配管と前記加湿器に設けられる流体用配管とは、別体に構成される中間配管を介して連結されることを特徴とする燃料電池システム。
  2. 請求項１記載の燃料電池システムにおいて、前記流体用配管は、前記一方の反応ガスである酸化剤ガス用供給配管、酸化剤ガス用排出配管、他方の反応ガスである燃料ガス用供給配管及び燃料ガス排出用排出配管を有し、
    前記流体用配管の少なくとも２つに、前記中間配管が配設されることを特徴とする燃料電池システム。
  3. 請求項１又は２記載の燃料電池システムにおいて、前記中間配管の外周と前記流体用配管の内周との間隙には、Ｏリングが介装されることを特徴とする燃料電池システム。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記中間配管の内径は、前記流体用配管の内径と同等の寸法に設定されることを特徴とする燃料電池システム。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックと前記加湿器とは、ノックピンを介して互いに位置決めされることを特徴とする燃料電池システム。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池スタックは、車載用であることを特徴とする燃料電池システム。
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