JP2011009137A - Fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell.
燃料電池スタックは、通常、複数の発電体が積層されたスタック構造を有する。各発電体は、燃料電池スタックに設けられたマニホールドを介して、反応ガスである水素と酸素の供給を受け、これらの電気化学反応によって発電する。この電気化学反応によって、燃料電池スタック内部には、多量の水分が発生する。この水分が、排ガスのためのマニホールドや、各発電体に設けられたガス流路などに滞留すると、反応ガスの流れが阻害されてしまい、ときには反応ガスの逆流が生じてしまう。 The fuel cell stack usually has a stack structure in which a plurality of power generators are stacked. Each power generation body receives supply of hydrogen and oxygen as reaction gases via a manifold provided in the fuel cell stack, and generates electric power by these electrochemical reactions. Due to this electrochemical reaction, a large amount of water is generated inside the fuel cell stack. If this moisture stays in a manifold for exhaust gas, a gas flow path provided in each power generator, etc., the flow of the reaction gas is hindered, and sometimes the reaction gas flows backward.
このように、燃料電池スタック内部における水分の滞留は、各発電体への反応ガスの配流性の低下を引き起こし、各発電体ごとの電圧(セル電圧)の不均一性を増大させる。セル電圧の不均一性が著しくなった場合には、燃料電池スタック自体の発電が停止してしまう場合もある。 As described above, the retention of moisture in the fuel cell stack causes a reduction in the flowability of the reaction gas to each power generator, and increases the non-uniformity of voltage (cell voltage) for each power generator. When the non-uniformity of the cell voltage becomes significant, the power generation of the fuel cell stack itself may stop.
これまで、燃料電池スタックの排水性を向上させるための種々の技術が提案されてきた(下記特許文献1等)。しかし、これらの技術によっても、燃料電池の排水性は十分に向上されていないのが実情であった。 Until now, various techniques for improving the drainage of the fuel cell stack have been proposed (Patent Document 1 below). However, even with these technologies, the drainage performance of the fuel cell has not been sufficiently improved.
本発明は、燃料電池における排水性を向上する技術を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the technique which improves the drainage property in a fuel cell.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
燃料電池スタックであって、複数の発電体が積層された発電積層体と、前記発電積層体の積層方向における端部側に配置された集水部とを備え、前記発電積層体には、前記複数の発電体のそれぞれに反応ガスを供給するための供給用マニホールドと、前記複数の発電体のそれぞれからの排ガスを排出するための排出用マニホールドとが、前記複数の発電体のそれぞれの発電部を挟んで互いに対向する位置において設けられ、前記集水部には、前記供給用マニホールドと前記排出用マニホールドとを連結する前記反応ガスのためのガス流路が設けられるとともに、前記排出用マニホールドからの水分を保持する保水手段を有しており、前記発電積層体は、前記排出用マニホールドが前記供給用マニホールドより重力方向下側になるように配置されるとともに、前記排出用マニホールドの前記集水部側の端部が重力方向下側となるように、水平方向に対して傾斜角を有して配置される、燃料電池スタック。
この燃料電池スタックによれば、発電中に排出用マニホールドなどのガス流路に生じた液水を、重力を利用して集水部へと誘導し、保水手段により集水部に貯留させることができる。従って、ガス流路内に液水が滞留してしまうことを抑制できる。また、集水部に貯留された液水は、集水部から直接的に排出したり、排出用マニホールドから排ガスとともに排出するなど、燃料電池スタックの外部へと容易に排出することができる。従って、燃料電池スタックの排水性を向上させることができる。
[Application Example 1]
A fuel cell stack, comprising: a power generation stack in which a plurality of power generation bodies are stacked; and a water collecting portion disposed on an end side in the stacking direction of the power generation stack, A supply manifold for supplying reaction gas to each of the plurality of power generation bodies, and a discharge manifold for discharging exhaust gas from each of the plurality of power generation bodies, each power generation section of the plurality of power generation bodies The water collection section is provided with a gas flow path for the reaction gas that connects the supply manifold and the discharge manifold, and from the discharge manifold. The power generation laminate is disposed so that the discharge manifold is below the supply manifold in the direction of gravity. Rutotomoni, an end of the water collecting portion side of the discharge manifold is such that the gravity direction lower side, are arranged with a tilt angle with respect to the horizontal direction, the fuel cell stack.
According to this fuel cell stack, liquid water generated in a gas flow path such as a discharge manifold during power generation can be guided to the water collection section using gravity and stored in the water collection section by the water retention means. it can. Therefore, it can suppress that liquid water retains in a gas channel. Further, the liquid water stored in the water collecting section can be easily discharged to the outside of the fuel cell stack, for example, directly discharged from the water collecting section or discharged together with the exhaust gas from the discharge manifold. Therefore, the drainage of the fuel cell stack can be improved.
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池、その燃料電池を備えた燃料電池システム、その燃料電池システムを搭載した車両等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell, a fuel cell system including the fuel cell, a vehicle equipped with the fuel cell system, and the like. .
A.第1実施例:
図1は本発明の一実施例としての燃料電池スタックの構成を示す概略図である。この燃料電池スタック100は、水素と酸素の供給を受けて発電する固体高分子型燃料電池である。燃料電池スタック100は、複数の発電体10が積層された発電積層体10Sと、集水部50と、第1と第2のエンドプレート21,22とを備える。なお、燃料電池スタック100は、他にターミナルや、絶縁部材であるインシュレータなどを備えているが、便宜上、図示および説明は省略する。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a fuel cell stack as one embodiment of the present invention. The
各発電体10は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質膜の両側にアノードとカソードとが配置された膜電極接合体を有している。各発電体10の間には、反応ガスや冷媒のための流路が設けられた板状部材であるセパレータ(図示せず)が介装されている。なお、セパレータは、導電性を有しており、各発電体10において発電された電気を集電する機能も有する。
Each
集水部50は、中空部55を有する略平板状の部材であり、発電積層体10Sの積層方向(以後、単に「積層方向」と呼ぶ)における一方の端部側に配置されている。集水部50の中空部55は、開閉バルブ62を有する配管61と接続されている。集水部50の機能については後述する。
The
第1と第2のエンドプレート21,22は、発電積層体10Sおよび集水部50を、積層方向の両側から狭持して締結する。第1と第2のエンドプレート21,22には、発電積層体10Sに締結力を付与するための締結部材(図示せず)が設けられている。なお、第2のエンドプレート22は、集水部50が配置されている側に配置されている。以後、燃料電池スタック100において、第1のエンドプレート21側を「上端側」と呼び、第2のエンドプレート22側を「下端側」と呼ぶ。
The first and
発電積層体10Sには、各発電体10のアノードに水素を供給するための水素供給用マニホールド11が、積層方向に沿った貫通孔として設けられている。また、発電積層体10Sには、各発電体10のアノードから電気化学反応に供されることのなかった水素を含むアノード排ガスを排出するための水素排出用マニホールド12が、積層方向に沿った貫通孔として設けられている。水素供給用マニホールド11と水素排出用マニホールド12とはそれぞれ、各発電体10において発電に供される発電部を挟んで互いに対向する位置に設けられており、セパレータに設けられた流路を介して当該発電部と連通する。
The
水素供給用マニホールド11は、第1のエンドプレート21に接続された水素供給用配管31を介して、水素タンク(図示せず)と接続される。一方、水素排出用マニホールド12は、第1のエンドプレート21に接続された水素排出用配管32を介して、アノード排ガスを処理するための水素排出部(図示せず)に接続されている。なお、燃料電池スタック100には、酸素や冷媒のためのマニホールドや接続配管が、水素用のマニホールド11,12や水素用の2つの配管31,32と同様に設けられているが、便宜上、図示は省略されている。
The
水素供給用マニホールド11および水素排出用マニホールド12は、集水部50の中空部55に接続されている。これによって、水素供給用マニホールド11の水素は、集水部50の中空部55を介して、水素排出用マニホールド12へと流れる。即ち、中空部55は、水素供給用マニホールド11と水素排出用マニホールド12とを連結するガス流路として機能する。
The
ここで、図1には、矢印Gによって重力方向が図示されている。この燃料電池スタック100は、その運転に際して、水素排出用マニホールド12が、水素供給用マニホールド11より重力方向下側となるように配置される。また、燃料電池スタック100は、その下端側が重力方向下側となるように、水平方向に対して傾斜角を有して配置される。この理由を以下に説明する。
Here, in FIG. 1, the direction of gravity is illustrated by an arrow G. When the
図2(A)〜(C)は、燃料電池スタック100を傾斜配置することによる燃料電池スタック100の内部の水分移動を説明するための模式図である。図2(A)〜(C)では、水素排出用マニホールド12の内部に液水Wが滞留している状態を模式的に透過図示している。なお、図2(A)〜(C)は、水素排出用マニホールド12と集水部50以外の図示が便宜上省略されている。また、図2(A)〜(C)には、重力方向を示す矢印Gが図示されている。
2A to 2C are schematic views for explaining moisture movement inside the
一般に、燃料電池スタックでは、発電に際して、多量の水分が生成される。また、電解質膜のプロトン伝導性を向上させるために加湿された反応ガスが供給される場合もある。従って、燃料電池スタックの内部には、通常、多量の水分が存在する。こうした水分が排ガスとともに適切に排出されずに、マニホールドをはじめとする反応ガスの流路内に滞留してしまった場合には、反応ガスの流れが阻害され、燃料電池スタックの発電性能が著しく低下してしまう可能性がある。特に、水分が滞留した状態で燃料電池スタックの運転を停止し、氷点下で燃料電池スタックを再起動する場合には、水素の流路に滞留した水分の凍結により、一部の発電体への水素の供給が阻害され、燃料電池スタックの始動性が著しく低下してしまう。従って、燃料電池スタック内部の水分、特に水素の流路の水分は、その運転中や運転停止後に、適切に燃料電池スタックの外部へと排出されることが好ましい。 Generally, in a fuel cell stack, a large amount of moisture is generated during power generation. In some cases, a reactive gas humidified to improve proton conductivity of the electrolyte membrane is supplied. Therefore, a large amount of water is usually present inside the fuel cell stack. If such moisture is not properly discharged with the exhaust gas and stays in the reaction gas flow path including the manifold, the flow of the reaction gas is obstructed and the power generation performance of the fuel cell stack is significantly reduced. There is a possibility that. In particular, when the operation of the fuel cell stack is stopped with moisture remaining, and the fuel cell stack is restarted below freezing point, the hydrogen remaining in the hydrogen flow path is frozen and hydrogen to some power generators This hinders the supply of the fuel cell stack and significantly reduces the startability of the fuel cell stack. Therefore, it is preferable that moisture inside the fuel cell stack, particularly moisture in the hydrogen flow path, is appropriately discharged to the outside of the fuel cell stack during the operation or after the operation is stopped.
図2(A)は、燃料電池スタック100が傾斜配置されず、略水平に配置された状態を示す斜視図である。この配置状態で、燃料電池スタック100の水素排出用マニホールド12に液水が滞留した場合には、液水Wは、上端側から下端側に渡って、水素排出用マニホールド12の底部に滞留する。なお、燃料電池スタック100は、水素供給用マニホールド11より水素排出用マニホールド12が重力方向下側となっているため、水素排出用マニホールド12に液化した水分が滞留しやすい。特に、ガスの流れが停止されている燃料電池スタック100の運転停止後に、水素排出用マニホールド12に水分が滞留しやすい。
FIG. 2A is a perspective view showing a state in which the
図2(B)は、燃料電池スタック100を、水平面に対して角度θだけ、下端側が重力方向下側となるように傾斜配置させた状態を示す斜視図である。図2(B)は、燃料電池スタック100が傾斜しており、水素排出用マニホールド12に滞留した液水Wが下方に片寄って存在している点以外は、図2(A)とほぼ同じである。図2(C)は、図2(B)の燃料電池スタック100を側面方向から見たときの図である。
FIG. 2 (B) is a perspective view showing a state in which the
このように、燃料電池スタック100を傾斜配置することにより、水素排出用マニホールド12において滞留する液水Wを重力を利用して集水部50へと移動させることができる。即ち、集水部50の中空部55へと流入する液水Wの量を増加させることが可能である。
Thus, by arranging the
図3(A)は、集水部50の内部構成を示す概略図であり、図1における破線で囲まれた領域Aを拡大して示している。集水部50における中空部55の底面55tは、水素排出用マニホールド12より、重力方向下側に位置している。このように、中空部55の底面55tよりも、水素排出用マニホールド12の底部を十分低くして段差を設けることにより、集水部50に誘導された水分を貯留することが可能である。即ち、中空部55は、液水を保持する保水手段としても機能する。なお、この段差を大きくすることにより、燃料電池スタック100の傾斜角度θが比較的小さい場合(例えば、10°以下)であっても、集水部50に誘導された水分を貯留することができる。
FIG. 3A is a schematic diagram showing the internal configuration of the
ここで、中空部55の底面55tには配管61が接続されている。従って、開閉バルブ62を開くことによって、集水部50へと誘導され貯留されている液水を、配管61を介して、外部へと排出させることができる。
Here, a
図3(B)は、集水部50の他の構成例を示す概略図である。図3(B)は、中空部55の底面55tが、配管61の接続部に向かって傾斜している点以外は、図3(A)とほぼ同じである。集水部50の中空部55を、このような構成とすることによって、中空部55へと流入した水分を配管61へと誘導することができ、燃料電池スタック100の排水性をより向上させることができる。
FIG. 3B is a schematic diagram illustrating another configuration example of the
なお、配管61および開閉バルブ62は、省略されても良い。この場合であっても、集水部50に貯留させた水分は、集水部50を通過する水素によって気化され、アノード排ガスとともに燃料電池スタック100の外部へと排出させることができる。また、配管61および開閉バルブ62に換えて、液水選択透過膜(例えば、PEM型燃料電池に用いられる電解質膜)が、中空部55の底面55tに設けられるものとしても良い。このような構成であれば、中空部55に貯留された液水を燃料電池スタック100の外部へと当該液水選択透過膜を介して排出することができる。
The
ここで、燃料電池スタック100が、燃料電池車両等の移動体に搭載される場合を想定する。燃料電池スタック100を搭載した移動体が、坂道など、水平面に対して傾斜角を有する場所に配置された場合には、当該移動体の傾斜角に応じて、燃料電池スタック100の水平面に対する傾斜角も変動する。例えば、当該移動体が燃料電池車両である場合、当該燃料電池車両の前後方向における傾斜角(ピッチ角)は、±15°程度の範囲で変動する場合がある。また、当該燃料電池車両の左右方向における傾斜角(ロール角)は、±5°程度の範囲で変動する場合がある。従って、この場合には、重力を利用して、燃料電池スタック100の集水部50に水分を誘導するためには、燃料電池スタック100の傾斜角θ(図2(B),(C))は、上記のピッチ角やロール角の絶対値よりも大きい値を有することが好ましい。
Here, it is assumed that the
このように、この燃料電池スタック100によれば、燃料電池スタック100の運転中に、燃料電池スタック100の内部の水分を集水部50に誘導して集水し、燃料電池スタック100の外部へと排出させることができる。従って、燃料電池スタック100の排水性を向上させることができる。また、燃料電池スタック100の運転停止後にも、燃料電池スタック100の内部に残留した水分を集水部50へと誘導できるため、水素の流路が、滞留した水分によって閉塞されたままとなることを抑制できる。従って、燃料電池スタック100の起動性が低下してしまうことを抑制できる。特に、氷点下などの低温環境下において燃料電池スタック100を再起動する場合には、燃料電池スタック100に残留した水分を集水部50において凍結させることができるため、水素の流路を確保しておくことが容易となる。
As described above, according to the
B.第2実施例:
図4は本発明の第2実施例としての燃料電池スタックに設けられた集水部50Aの構成を示す概略図である。図4は、集水部50Aを、図1に示す矢印Sの方向と同様な方向から見たときの正面図である。第2実施例の燃料電池スタックは、集水部50Aが異なる点以外は、第1実施例の燃料電池スタック100(図1)とほぼ同じである。
B. Second embodiment:
FIG. 4 is a schematic view showing a configuration of a
この集水部50Aは、中空部55を有していない板状部材によって構成されている。より具体的には、集水部50Aは、発電積層体10Sと同様に水素用のマニホールド11,12が貫通孔として設けられるとともに、発電積層体10Sと対向する面側に、水素のための流路溝51が設けられている。
The
流路溝51は、水素供給用マニホールド11と水素排出用マニホールド12とを連結するように設けられており、図では逆S字形に形成されている。また、流路溝51には、その流路方向に沿った形状を有する複数の多孔質の吸水部材52が、間隔をあけて並列に配置されている。これによって、流路溝51には、吸水部材52が配置されていない第1の流路51aと、吸水部材52が配置された第2の流路51bとが交互に形成される。なお、第1と第2の流路51a,51bの幅はそれぞれ、0.5〜1mm程度であるものとしても良い。
The
この集水部50Aでは、水素供給用マニホールド11の水素が、主に、比較的圧力損失の低い第1の流路51aを経て、水素排出用マニホールド12へと流れる。図には、水素の流れる方向が、白抜きの矢印によって示してある。一方、重力によって、集水部50Aの水素排出用マニホールド12に誘導されて滞留する液水は、第2の流路51bを構成する吸水部材52に吸収されつつ、水素供給用マニホールド11側へと移動する。この吸水部材52は、集水部50Aへと誘導された液水を保持するための保水手段として機能していると解釈できる。図には、液水の移動方向が、ハッチングを付した矢印によって示してある。
In the
ここで、第1の流路51aを流れる水素は、併走する第2の流路51b中の水分によって、飽和水蒸気圧まで加湿されて、水素排出用マニホールド12へと流れることとなる。即ち、吸水部材52中の液水は、第2の流路51bに併走する第1の流路51aを流れる水素によって気化されて、第1の流路51aを介して、水素排出用マニホールド12へと流入し、燃料電池スタックの外部へと排出される。
Here, the hydrogen flowing through the
このように、第2実施例の集水部50Aによれば、集水部50Aに集水された液水を、吸水部材52によって吸収するとともに、集水部50Aを通過する水素によって気化して、燃料電池スタックの外部へと排出する。従って、燃料電池スタックの排水性を向上させることができる。
Thus, according to the
C.第3実施例:
図5は、本発明の第3実施例としての燃料電池スタックに用いられる集水部50Bの構成を示す概略図である。図5は、流路溝51に換えて流路溝51Bが設けられている点と、流路溝51Bの上に板状吸水部材53が配置されている点以外は、図4とほぼ同じである。なお、第3実施例の燃料電池スタックは、集水部50Bが異なる点以外は、第1実施例の燃料電池スタック100(図1)とほぼ同じである。
C. Third embodiment:
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a
集水部50Bの流路溝51Bは、水素供給用マニホールド11と水素排出用マニホールド12とを連結する水素のための流路溝である。図では、流路溝51Bは、逆S字形の流路を構成するように設けられている。以後、流路溝51Bにおいて、水素供給用マニホールド11側を「上流側」と呼び、水素排出用マニホールド12側を「下流側」と呼ぶ。流路溝51Bの上には、流路溝51全体を被覆するように、多孔質の板状吸水部材53が積層される。なお、集水部50Bには、板状吸水部材53を配置するための凹部が形成されているものとしても良い。流路溝51Bの下流側には、下流側流路形成部位54が設けられている。
The
図6は、下流側流路形成部位54の構成を示す概略図であり、図5に示すA−A切断における集水部50Bの概略断面図である。下流側流路形成部位54には、板状吸水部材53側へと突出した、併走する複数の矩形状の流路壁54aが設けられている。これによって、下流側流路形成部位54には、流路壁54aと板状吸水部材53とで囲まれた、併走する複数の水素流路54bが形成されている。各水素流路54bは、水素排出用マニホールド12に滞留した液水を、毛細管現象によって上流側へと誘導できる程度の微小な幅を有するように形成されている。
FIG. 6 is a schematic view showing the configuration of the downstream side flow
第3実施例の燃料電池スタックでは、運転停止後に、水素排出用マニホールド12の下端側に滞留した液水を、下流側流路形成部位54の水素流路54bによって、流路溝51Bへと誘導し、板状吸水部材53に吸収させる。これによって、燃料電池スタック内部の水素のための流路が、燃料電池スタックに残存する水分によって閉塞されたままとなることを抑制する。板状吸水部材53に吸収された水分は、燃料電池スタックが再起動された際に、集水部50Bを通過する高温(例えば80℃程度)の水素によって気化されて、水素排出用マニホールド12を介して、燃料電池スタックの外部へと排出される。
In the fuel cell stack of the third embodiment, after the operation is stopped, the liquid water staying at the lower end side of the
このように、第3実施例の集水部50Bによれば、燃料電池スタックの運転停止後に、水素排出用マニホールド12に滞留する水分を集水部50Bに配置された板状吸水部材53に吸収させておくことができる。従って、燃料電池スタック内部に設けられた水素のための流路が、燃料電池スタックに残留する水分によって閉塞されてしまうことを抑制でき、燃料電池スタックの始動性が低下することを抑制できる。
Thus, according to the
D.第4実施例:
図7(A)〜(C)はそれぞれ、本発明の第4実施例としての燃料電池スタック100Ca,100Cb,100Ccの構成を示す概略図である。これらの燃料電池スタック100Ca,100Cb,100Ccはそれぞれ、集水部50が配置される位置が異なっている。
D. Fourth embodiment:
FIGS. 7A to 7C are schematic views showing the configurations of fuel cell stacks 100Ca, 100Cb, and 100Cc, respectively, as a fourth embodiment of the present invention. These fuel cell stacks 100Ca, 100Cb, and 100Cc are different from each other in the position where the
図7(A)は、第1のエンドプレート21と発電積層体10Sとの間と、第2のエンドプレート22と集水部50との間にそれぞれ、第1と第2のターミナル71,72が介装されている点以外は、図1とほぼ同じである。なお、図7(A)では、燃料電池スタック100Caは、その積層方向が紙面に対して略水平となるように図示されているが、燃料電池スタック100Caは、図1の燃料電池スタック100と同様に傾斜配置される。
FIG. 7A shows the first and
この燃料電池スタック100Caでは、集水部50は、第2のターミナル72と発電積層体10Sとの間に配置されている。従って、発電積層体10Sと第2のターミナル72との間の導電パスを形成するために、集水部50は、導電性を有する部材で構成されることが好ましい。なお、集水部50を非導電性部材で構成する場合には、発電積層体10Sと第2のターミナル72との間には、別途、導電パスが設けられるものとしても良い。
In the fuel cell stack 100Ca, the
図7(B)は、集水部50が、第2のターミナル72と第2のエンドプレート22との間に配置されている点以外は、図7(A)とほぼ同じである。この燃料電池スタック100Cbでは、第2のターミナル72と発電積層体10Sとが直接的に接触しているため、集水部50は、非導電性部材で構成されるものとしても良い。この場合には、集水部50をインシュレータとして機能させることも可能である。なお、燃料電池スタック100Cbでは、第2のターミナル72に、発電積層体10Sと同様に、水素用のマニホールド11,12が設けられている。
FIG. 7 (B) is substantially the same as FIG. 7 (A) except that the
図7(C)は、集水部50が、第2のエンドプレート22の外側に配置されている点以外は、図7(B)とほぼ同じである。上記の図7(A),(B)の燃料電池スタック100Ca,100Cbでは、集水部50が第2のエンドプレート22の内側に配置されているため、集水部50にも、発電積層体10Sと同様に締結力が付与される。従って、燃料電池スタック100Ca,100Cbに用いられる集水部50は、その締結力に耐えうる程度の強度を有することが好ましい。しかし、図7(C)の燃料電池スタック100Ccであれば、集水部50は、第1と第2のエンドプレート21,22から締結力を付与されることを回避できるため、比較的低い強度で構成することが可能である。従って、低強度で構成した分だけ、集水部50を軽量・小型化することも可能である。なお、この燃料電池スタック100Ccでは、第2のターミナル72および第2のエンドプレート22に、発電積層体10Sと同様に、水素用のマニホールド11,12が設けられている。
FIG. 7C is substantially the same as FIG. 7B except that the
このように、第4実施例の燃料電池スタック100Ca,100Cb,100Ccであれば、下端側に配置された集水部50によって、それぞれの排水性が向上されている。また、集水部50は、これらの燃料電池スタック100Ca,100Cb,100Ccのように、その配置場所を適宜変更することが可能である。なお、燃料電池スタック100Ca,100Cb,100Ccには、集水部50に換えて、第2実施例や第3実施例の集水部50A,50Bが用いられるものとしても良い。
Thus, in the case of the fuel cell stacks 100Ca, 100Cb, 100Cc of the fourth embodiment, the drainage performance of each is improved by the
10…発電体
10S…発電積層体
11…水素供給用マニホールド
12…水素排出用マニホールド
21…第1のエンドプレート
22…第2のエンドプレート
31…水素供給用配管
32…水素排出用配管
50,50A,50B…集水部
51,51B…流路溝
51a…第1の流路
51b…第2の流路
52…吸水部材
53…板状吸水部材
54…下流側流路形成部位
54a…流路壁
54b…水素流路
55…中空部
55t…底面
61…配管
62…開閉バルブ
71…第1のターミナル
72…第2のターミナル
100,100Ca,100Cb,100Cc…燃料電池スタック
W…液水
DESCRIPTION OF
Claims (1)
複数の発電体が積層された発電積層体と、
前記発電積層体の積層方向における端部側に配置された集水部と、
を備え、
前記発電積層体には、前記複数の発電体のそれぞれに反応ガスを供給するための供給用マニホールドと、前記複数の発電体のそれぞれからの排ガスを排出するための排出用マニホールドとが、前記複数の発電体のそれぞれの発電部を挟んで互いに対向する位置において設けられ、
前記集水部には、前記供給用マニホールドと前記排出用マニホールドとを連結する前記反応ガスのためのガス流路が設けられるとともに、前記排出用マニホールドからの水分を保持する保水手段を有しており、
前記発電積層体は、前記排出用マニホールドが前記供給用マニホールドより重力方向下側になるように配置されるとともに、前記排出用マニホールドの前記集水部側の端部が重力方向下側となるように、水平方向に対して傾斜角を有して配置される、燃料電池スタック。 A fuel cell stack,
A power generation laminate in which a plurality of power generation bodies are laminated;
A water collecting portion disposed on an end side in the stacking direction of the power generation laminate,
With
The power generation laminate includes a supply manifold for supplying a reaction gas to each of the plurality of power generation bodies, and a discharge manifold for discharging exhaust gas from each of the plurality of power generation bodies. Provided at positions facing each other across each power generation section of the power generation body,
The water collection section is provided with a gas flow path for the reaction gas that connects the supply manifold and the discharge manifold, and has water retention means for holding moisture from the discharge manifold. And
The power generation laminate is arranged such that the discharge manifold is located below the supply manifold in the direction of gravity, and the end of the discharge manifold on the side of the water collecting portion is positioned below the direction of gravity. The fuel cell stack is disposed with an inclination angle with respect to the horizontal direction.
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