JP5045726B2

JP5045726B2 - 燃料電池システム

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Publication number: JP5045726B2
Application number: JP2009240037A
Authority: JP
Inventors: 道太郎糸賀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2029-10-19
Also published as: US20110091782A1; JP2011086566A; US9099698B2

Description

本発明は、燃料電池システムに関するものである。

近年、燃料電池システムを搭載した車両が実用化されつつある。燃料電池システムは、一般的に、水素と酸素との電気化学反応によって発電を行なう燃料電池スタックの他、燃料電池スタックの電気化学反応によって生成された生成水と燃料電池スタックから排出された排出水素ガスとを分離する気液分離装置や、生成水と分離された排出水素ガスを再び燃料電池スタックに供給するための循環ポンプ等を有している。

燃料電池システムにおける循環ポンプは、金属製の部材で形成されている場合が多く、一方、気液分離装置は、軽量化のため、樹脂等の部材で形成されている場合が多い。従来、燃料電池システムにおける気液分離装置に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

燃料電池システムの多くの場合では、燃料電池スタックと絶縁性の気液分離装置とが接続され、気液分離装置の経路を構成する部材の下流側には、循環ポンプの経路を構成する部材が接続されている。この導電性の循環ポンプは、車両のフレーム等のグランドに接続された状況となる場合がある。

このような燃料電池システムにおいて、燃料電池スタックの高電圧部位（例えば、燃料電池スタックを構成するセパレータ内の流路）と循環ポンプとが生成水を介して導通すると、燃料電池スタックが短絡してしまうといった問題があった。

なお、このような問題は、燃料電池システムの気液分離装置と、気液分離装置に接続された循環ポンプとの関係に限らず、一般に、生成水と排出ガスとが通る絶縁性の経路部材と、この経路部材に接続された導電性の経路部材とが存在する場合に共通する問題であった。

特開２００８−６６０８７号公報特開２００９−９７６２号公報

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池システムにおける燃料電池スタックの短絡を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。

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、以下の形態または適用例を取ることが可能である。

[適用例１]
燃料電池システムであって、
燃料ガスを用いた電気化学反応によって発電を行なう燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの前記電気化学反応によって生成された生成水と前記燃料電池スタックから排出される排出ガスとが通る絶縁性の第１の経路部材と、
前記第１の経路部材に接続された導電性の第２の経路部材と、
前記第１の経路部材の内部に設けられ、前記第１の経路部材の内壁から前記第２の経路部材へ導入される前記生成水の連続性を分断する生成水分断部と
を備える燃料電池システム。

適用例１の燃料電池システムによれば、生成水分断部によって生成水の連続性を分断することができるので、燃料電池スタックが生成水を介して短絡するのを抑制することができる。

[適用例２]
適用例１に記載の燃料電池システムであって、
前記生成水分断部は、前記第１の経路部材の内壁から突出した形状を有する突出部である燃料電池システム。

適用例２の燃料電池システムによれば、突出部によって生成水の連続性を分断することができるので、燃料電池スタックが生成水を介して短絡するのを抑制することができる。

[適用例３]
適用例２に記載の燃料電池システムであって、
前記突出部のうち、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における流線の上流側には、前記流線に対して略垂直な平面を有する壁面部が形成されている燃料電池システム。

適用例３の燃料電池システムによれば、突出部の壁面部によって生成水の連続性を効果的に分断することができるので、燃料電池スタックが生成水を介して短絡するのを抑制することができる。

[適用例４]
適用例２または３に記載の燃料電池システムであって、
前記突出部のうち、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における流線の下流側には、前記第１の経路部材の内壁に対して傾斜している傾斜部が形成されており、
前記傾斜部と前記内壁との間に形成される角度は、９０°を超えている
燃料電池システム。

適用例４の燃料電池システムによれば、生成水が第２の経路部材から第１の経路部材の方向へ逆流した場合であっても、突出部のうち流線の下流側の部分に生成水が溜まってしまうのを抑制することができる。

[適用例５]
適用例２ないし４のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記突出部は、前記第１の経路部材の内壁のうち、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における流線が描く曲線の外側部分に設けられている燃料電池システム。

生成水は、流線が描く曲線の外側部分の経路部材に沿って流れる傾向にある。したがって、適用例５の燃料電池システムによれば、生成水の連続性を効果的に分断することができる。

[適用例６]
適用例１に記載の燃料電池システムであって、
前記生成水分断部は、前記第１の経路部材の内部に配置された網目構造を有する網目構造部材である燃料電池システム。

適用例６の燃料電池システムによれば、網目構造部材によって生成水の連続性を分断することができるので、燃料電池スタックが生成水を介して短絡するのを抑制することができる。

[適用例７]
適用例６に記載の燃料電池システムであって、
前記網目構造部材のうち前記第１の経路部材の中央近傍に位置する部分は、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における流線の方向に沿って突状に形成されている燃料電池システム。

適用例７の燃料電池システムによれば、網目構造部材によって連続性が分断された生成水は、網目構造部材の中央近傍の突状部から第２の経路部材の側へ導入されるため、水滴となった生成水が第１の経路部材と第２の経路部材との接続箇所に付着するのを抑制することができる。

[適用例８]
適用例１ないし７のいずれか一項に記載の燃料電池システムであって、
前記排出ガスは、前記燃料電池スタックから排出される排出水素ガスであり、
前記第１の経路部材は、前記生成水と前記排出水素ガスとを分離する気液分離装置に含まれる部材である
燃料電池システム。

[適用例９]
適用例８に記載の燃料電池システムであって
前記第２の経路部材は、前記気液分離装置から前記排出水素ガスを吸い上げるポンプに含まれる部材である燃料電池システム。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、燃料電池システムにおける短絡の発生を抑制する方法等の形態で実現することができる。

本発明の一実施例としての燃料電池システムの構成を概略的に示す説明図である。燃料電池スタック１００と燃料電池スタック１００に接続された周辺装置を模式的に示す説明図である。気液分離装置２３０と水素循環ポンプ２５０との接続箇所を拡大して示す説明図である。燃料電池スタック１００が車両に搭載される場合におけるレイアウトの一例を示す説明図である。第２実施例における気液分離装置２３０Ｂと水素循環ポンプ２５０との接続箇所を拡大して示す説明図である。第１実施例の変形例（１）における突出部２４０ａを示す説明図である。同じく変形例（２）における突出部２４０ｂを示す説明図である。同じく変形例（３）における突出部２４０ｃを示す説明図である。同じく変形例（４）における突出部２４０ｄを示す説明図である。第２実施例の変形例（１）における網目構造部材３１０ａを示す説明図である。同じく変形例（２）における網目構造部材３１０ｂを示す説明図である。同じく変形例（３）における網目構造部材３１０ｃを示す説明図である。同じく変形例（４）における網目構造部材３１０ｄを示す説明図である。その他の変形例を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

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システムの構成を概略的に示す説明図である。燃料電池システム１０００は、水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行うシステムであり、燃料電池スタック１００と、空気供給システム１５０と、燃料供給システム２００と、を備えている。なお、本実施例では、燃料電池車両用の燃料電池システム１０００を例に用いているが、本発明は定置用の燃料電池システムといった他の燃料電池システムにも適用可能である。

燃料電池スタック１００は、複数のセル（図示せず）を重ね合わせた積層体１１０と、該積層体１１０を挟持する２つのエンドプレートＥＰとによって構成されている。セルは、セパレータと、水素極（以下「アノード」と呼ぶ）と、電解質膜と、酸素極（以下「カソード」と呼ぶ）と、セパレータとをこの順に重ね合わせることによって形成される。セルは、例えばセパレータに設けられた溝を介して供給される水素と空気に含まれる酸素との電気化学反応により発電を行う。なお、本実施例では、固体高分子型の燃料電池が用いられている。

空気供給システム１５０は、燃料電池スタック１００に空気を供給するためのシステムであり、フィルタ１５２と、コンプレッサ１５４と、これらの機器を接続する空気供給路１５６と、を含んでいる。外部からフィルタ１５２を通して取り込まれた空気は、コンプレッサ１５４により圧縮され、燃料電池スタック１００を構成している複数のセルのそれぞれのカソードに供給される。なお、燃料電池スタック１００内を経た空気は、外部へと排出される。

燃料供給システム２００は、燃料電池スタック１００に燃料ガスとしての水素ガスを供給するためのシステムであり、水素タンク２０２と、減圧弁２０６と、これらの機器を接続する燃料供給路２０８と、を含んでいる。水素タンク２０２内に貯留された水素ガスは、減圧弁２０６により所定の圧力に減圧された後、燃料電池スタック１００を構成している複数のセルのそれぞれのアノードに供給される。

燃料供給システム２００は、さらに、燃料電池スタック１００内を経た後に燃料電池スタック２１０から排出された水素ガス（以下「排出水素ガス」とも呼ぶ）を再び燃料電池スタック１００へと供給するために、気液分離装置２３０と、水素循環ポンプ２５０と、循環路２７０と、パージ弁２８０とを含んでいる。

気液分離装置２３０は、燃料電池スタック１００における電気化学反応によって生成された生成水と排出水素ガスとを分離する装置である。気液分離装置２３０によって生成水から分離された排出水素ガスは、水素循環ポンプ２５０によって循環路２７０に導入され、再び燃料電池スタック１００へと供給される。一方、気液分離装置２３０によって排出水素ガスから分離された生成水は、パージ弁２８０を介して、外部へと排出される。なお、水素循環ポンプ２５０は、通常、金属などの導電性の部材（本実施例ではステンレス鋼）で形成されている。

図２は、燃料電池スタック１００と燃料電池スタック１００に接続された周辺装置を模式的に示す説明図である。なお、この図２では、燃料電池を設置した際の水平方向を矢印Ｌで示し、鉛直方向を矢印Ｈで示している。以下で説明する図面においても同様である。燃料電池スタック１００は、支持部材１０２,１０４に支持されている。燃料電池スタック１００のエンドプレートＥＰ側には、気液分離装置２３０と水素循環ポンプ２５０とが配置されている。水素循環ポンプ２５０に接続された循環路２７０は、エンドプレートＥＰに接続されており、気液分離装置２３０を通過した排出水素ガスは、水素循環ポンプ２５０によって再び燃料電池スタック１００に供給される。

図３（Ａ）は、気液分離装置２３０と水素循環ポンプ２５０との接続箇所を拡大して示す説明図である。図３（Ｂ）は、気液分離装置２３０の内部を図３（Ａ）の矢印Ｙの方向から示す説明図である。図３（Ａ）には、気液分離装置２３０の一部として、排出水素ガスから分離された生成水を貯留する生成水貯留部２３２と、生成水から分離された排出水素ガスの通り道であって略鉛直方向に延びた円筒状の経路部２３４と、水素循環ポンプ２５０と接続するためのフランジ部２３６とが示されている。この気液分離装置２３０は、樹脂等の絶縁性の部材（本実施例ではナイロン系の樹脂）で形成されている。

さらに、図３（Ａ）には、水素循環ポンプ２５０の一部として、気液分離装置２３０のフランジ部２３６と接続するためのフランジ部２５２と、排出水素ガスの通り道であって略鉛直方向に延びた円筒状の経路部２５４とが示されている。

気液分離装置２３０のフランジ部２３６は、締結ボルト１３０によって、水素循環ポンプ２５０のフランジ部２５２と締結されている。水素循環ポンプ２５０のフランジ部２５２には、環状の溝部２５６が形成されており、その溝部２５６には、環状のシール部材２５５が配置されている。このシール部材２５５は、いわゆるＯリングであり、気液分離装置２３０の経路部１１２と水素循環ポンプ２５０の経路部２５４との間における気密を確保している。シール部材２５５は、ガス不透性と弾力性と耐熱性とを有する材料、例えば、ゴムなどの弾性部材よって形成される。具体的には、エチレン・プロピレン系ゴム、シリコン系ゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、天然ゴム、フッ素系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、スチレン系エラストマー、フッ素系エラストマーなどが用いられる。本実施例では、シール部材２５５は、エチレン・プロピレン系ゴムで形成されている。

生成水から分離された排出水素ガスは、水素循環ポンプ２５０の吸引作用によって、生成水貯留部２３２の上方を通過し、さらに経路部２３４及び経路部２５４を通って略鉛直方向に導入される。この排出水素ガスの流れは、図３（Ａ）の流線ＳＬとして示されている。

本実施例では、気液分離装置２３０の経路部２３４の内壁には、該内壁から突出した形状を有する突出部２４０が形成されている。水素循環ポンプ２５０の吸引作用によって経路部２３４の壁面を伝った生成水は、この突出部２４０によってその連続性を分断される。すなわち、生成水貯留部２３２に貯留された生成水が、水素循環ポンプ２５０の吸引作用によって経路部２３４の壁面を伝わり、水素循環ポンプ２５０の経路部２５４と気液分離装置２３０の経路部２３４との接続部分まで連続性を保ったまま達することを抑制することができる。この結果、本実施例によれば、燃料電池スタック１００が、生成水を介して水素循環ポンプ２５０と導通することを抑制することができる。

また、導電性の部材で形成された水素循環ポンプ２５０は、直接又は他の部材を介してグランド（例えば車両のフレーム）に接続されることがある。このような場合においても、経路部２３４の内壁には突出部２４０が形成されているため、燃料電池スタック１００が、生成水を介して短絡するのを抑制することができる。

本実施例のように、突出部２４０のうち、流線ＳＬの上流側（鉛直下方側）には、流線ＳＬの方向に対して略垂直な平面を有する壁面部２４４が形成されていることが好ましい。流線ＳＬの方向に沿った生成水の連続性は、突出部２４０の壁面部２４４によって効果的に分断される。したがって、突出部２４０に壁面部２４４が形成されていれば、燃料電池スタック１００が生成水を介して短絡するのを効果的に抑制することができる。

さらに、本実施例のように、突出部２４０のうち、流線ＳＬの下流側（鉛直上方側）には、経路部２３４の内壁に対して傾斜している傾斜部２４２が形成されていることが好ましい。そして、この傾斜部２４２と経路部２３４の内壁との間に形成される角度θは、９０°（＝π／２）より大きな値に設定されていることが好ましい。本実施例では、角度θは、１６０°に設定されている。

本実施例のように、突出部２４０に傾斜部２４２が形成されていれば、水素循環ポンプ２５０が停止して鉛直下向き方向に生成水が流れる（逆流する）場合であっても、生成水が突出部２４０の上方部分に溜まることなく、傾斜部２４２を伝って鉛直下向き方向に流れることになる。すなわち、突出部２４０の上方部分に溜まった生成水が凍ったとしても、その凍った生成水が水素循環ポンプ２５０内に吸い込まれ、水素循環ポンプ２５０に不具合が発生するといったことを抑制することができる。

また、本実施例のように、突出部２４０は、経路部２３４の内壁のうち、流線ＳＬが描く曲線の外側部分に設けられていることが好ましい。この理由について説明する。水素循環ポンプ２５０によって巻き上げられた生成水は、流線ＳＬが描く曲線の外側部分における経路部２３４の内壁を伝うことが多い。したがって、経路部２３４の内壁のうち、流線ＳＬが描く曲線の外側部分に突出部２４０が設けられていれば、生成水による燃料電池スタック１００の短絡を効果的に抑制することができる。ただし、突出部２４０は、経路部２３４の内壁のうち、流線ＳＬが描く曲線の内側部分に形成されていてもよく、また、経路部２３４の内壁の径方向を一周するように形成されていてもよい。このようにしても、燃料電池スタック１００の短絡を抑制することができる。

図４は、燃料電池スタック１００が車両に搭載される場合におけるレイアウトの一例を示す説明図である。図４に示すように、燃料電池スタック１００は、例えば車両の座席４００の床下部分に配置することが可能である。ただし、燃料電池スタック１００は、車両のボンネット内や、座席以外の他の床下部分に配置することとしてもよい。

なお、第１実施例では、突出部２４０を形成することによって燃料電池スタック１００の生成水による短絡を抑制することができるため、経路部２３４及び経路部２５４の長さを短くすることも可能である。したがって、燃料電池システム１０００を小型・軽量化することができる。

Ｂ．第２実施例：
図５は、第２実施例における気液分離装置２３０Ｂと水素循環ポンプ２５０との接続箇所を拡大して示す説明図である。図３（Ａ）に示した第１実施例との違いは、気液分離装置２３０Ｂの経路部２３４には突出部２４０が形成されていない代わりに、網目構造部材３１０が経路部２３４の内部に配置されている点だけであり、他の構成は第１実施例と同じである。なお、本実施例では、網目構造部材３１０は溶着によって経路部２３４の内部に固定されているが、網目構造部材３１０は経路部２３４との嵌め合いによって固定されていてもよい。

網目構造部材３１０は、網目構造を有しており、例えば、ナイロンなどの樹脂やゴムなどによって形成することができる。網目構造部材３１０は、その網目構造によって、水素循環ポンプ２５０の吸引作用によって巻き上げられた生成水や、経路部２３４の壁面を伝わって鉛直上向きに移動する生成水を捕捉することができる。網目構造部材３１０によって補足された生成水は、その連続性が分断され、水滴状態となる。したがって、燃料電池スタック１００が生成水を介して短絡するのを抑制することが可能である。

さらに、網目構造部材３１０のうち、経路部２３４の中央近傍に位置する部分には、流線ＳＬの方向に沿った突状部３１２が形成されていることが好ましい。こうすれば、水滴状態となった生成水は、網目構造部材３１０の中央の突状部３１２から水素循環ポンプ２５０側に引き込まれるため、経路部２３４のうち網目構造部材３１０の上流側の壁面や経路部２５４の壁面に付着しにくくなる。したがって、燃料電池スタック１００が生成水を介して水素循環ポンプ２５０と導通することを抑制することができ、燃料電池スタック１００が生成水を介して短絡するのを抑制することが可能である。

また、網目構造部材３１０は、圧力損失により排出水素ガスの流速を低下させる機能も有しているため、生成水貯留部２３２から生成水が巻き上げられる量を減少させる効果や、生成水貯留部２３２に貯留された生成水の液面が流線ＳＬに沿って偏ってしまうことを抑制する効果も有している。

このように、気液分離装置２３０Ｂの経路部２３４の内部に網目構造部材３１０を配置しても、第１実施例と同様に、燃料電池スタック１００が生成水を介して短絡するのを抑制することが可能である。

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｃ１．第１実施例の変形例：
以下では、第１実施例の変形例について説明する。図３に示した第１実施例との違いは、経路部２３４に形成された突出部２４０の形状が異なっている点だけであり、他の構成は第１実施例と同じである。

図６は、第１実施例の変形例（１）における突出部２４０ａを示す説明図である。この図６に示すように、突出部２４０ａの鉛直下方側に形成された壁面部２４４ａは、流線ＳＬに対して斜めに形成されていてもよく、壁面部２４４ａと経路部２３４との間に形成される角は、鈍角となっていてもよい。

図７は、第１実施例の変形例（２）における突出部２４０ｂを示す説明図である。この図７に示すように、突出部２４０ｂの鉛直下方側に形成された壁面部２４４ｂは、流線ＳＬに対して斜めに形成されていてもよく、壁面部２４４ｂと経路部２３４との間に形成される角は、鋭角となっていてもよい。

図８は、第１実施例の変形例（３）における突出部２４０ｃを示す説明図である。この図８に示すように、突出部２４０ｃの壁面部２４４ｃは、傾斜部２４２ｃと曲面状に連続的に形成されていてもよい。

図９は、第１実施例の変形例（４）における突出部２４０ｄを示す説明図である。この図９に示すように、突出部２４０ｄの壁面部２４４ｄは、傾斜部２４２ｄと曲面状に連続的に形成されていてもよく、壁面部２４４ｄと経路部２３４との間に形成される角は、鋭角となっていてもよい。

このように、第１実施例の変形例によっても、上記第１実施例と同様に、生成水の連続性を分断することができ、燃料電池スタック１００の生成水による短絡の発生を抑制することができる。

Ｃ２．第２実施例の変形例：
以下では、第２実施例の変形例について説明する。図５に示した第２実施例との違いは、経路部２３４の内部に配置された網目構造部材３１０の形状が異なっている点だけであり、他の構成は第２実施例と同じである。

図１０は、第２実施例の変形例（１）における網目構造部材３１０ａを示す説明図である。この図１０に示すように、網目構造部材３１０ａの突状部３１２ａは、球面状に形成されていてもよい。

図１１は、第２実施例の変形例（２）における網目構造部材３１０ｂを示す説明図である。この図１１に示すように、網目構造部材３１０ｂの突状部３１２ｂ及び流線ＳＬの上流側（鉛直下方側）の部分は、球面状に形成されていてもよい。

図１２は、第２実施例の変形例（３）における網目構造部材３１０ｃを示す説明図である。この図１２に示すように、網目構造部材３１０ｃの突状部３１２ｃは、円錐状に形成されていてもよく、網目構造部材３１０ｃのうち流線ＳＬの上流側（鉛直下方側）の部分は、球面状に形成されていてもよい。

図１３は、第２実施例の変形例（４）における網目構造部材３１０ｄを示す説明図である。この図１３に示すように、網目構造部材３１０ｄの突状部３１２ｄの周囲部分は、経路部２３４に沿って流線ＳＬの下流方向（鉛直上方向）に延びた形状に形成されていてもよい。

このように、第２実施例の変形例によっても、上記第２実施例と同様に、生成水の連続性を分断することができ、燃料電池スタック１００の生成水による短絡の発生を抑制することができる。

Ｃ３．その他の変形例：
Ｃ３−１．
図１４は、その他の変形例を示す説明図である。上記第１実施例では、突出部２４０は、気液分離装置２３０の経路部２３４の内壁を変形させることによって形成されていたが、この代わりに、経路部２３４に別部材を配置することによって、経路部２３４から突出した形状を設けることとしてもよい。この変形例では、経路部２３４の内壁に突出部材３３０が取り付けられている。

このようにしても、上記実施例と同様に、生成水の連続性を分断することができ、燃料電池スタック１００の生成水による短絡の発生を抑制することができる。なお、突出部材３３０の先端部分は、ひだ状に形成されていることが好ましい。こうすれば、突出部材３３０の水切り性能が向上し、生成水の連続性を効果的に分断することができる。

Ｃ３−２．
上記実施例及び変形例では、気液分離装置２３０と水素循環ポンプ２５０との接続箇所を例にとって説明したが、本発明は、燃料電池システムにおいて、生成水と排出ガスとが通る絶縁性の第１の経路部材と、第１の経路部材に接続された導電性の第２の経路部材とに対して適用することができる。例えば、第２の経路部材は、排出ガスの圧力を検出する圧力センサ等に含まれる導電性の経路部材であってもよい。

１００…燃料電池スタック
１０２…支持部材
１１０…積層体
１１２…経路部
１３０…締結ボルト
１５０…空気供給システム
１５２…フィルタ
１５４…コンプレッサ
１５６…空気供給路
２００…燃料供給システム
２０２…水素タンク
２０６…減圧弁
２０８…燃料供給路
２１０…燃料電池スタック
２３０…気液分離装置
２３０Ｂ…気液分離装置
２３２…生成水貯留部
２３４…経路部
２３６…フランジ部
２４０…突出部
２４０ａ…突出部
２４０ｂ…突出部
２４０ｃ…突出部
２４０ｄ…突出部
２４２…傾斜部
２４２ｃ…傾斜部
２４２ｄ…傾斜部
２４４…壁面部
２４４ａ…壁面部
２４４ｂ…壁面部
２４４ｃ…壁面部
２４４ｄ…壁面部
２５０…水素循環ポンプ
２５２…フランジ部
２５４…経路部
２５５…シール部材
２５６…溝部
２７０…循環路
２８０…パージ弁
３１０…網目構造部材
３１０ａ…網目構造部材
３１０ｂ…網目構造部材
３１０ｃ…網目構造部材
３１０ｄ…網目構造部材
３１２…突状部
３１２ａ…突状部
３１２ｂ…突状部
３１２ｃ…突状部
３１２ｄ…突状部
３３０…突出部材
４００…座席
１０００…燃料電池システム
ＳＬ…流線
ＥＰ…エンドプレート

Claims

燃料電池システムであって、
燃料ガスを用いた電気化学反応によって発電を行なう燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの前記電気化学反応によって生成された生成水と前記燃料電池スタックから排出される排出ガスとが通る絶縁性の第１の経路部材と、
前記第１の経路部材に接続された導電性の第２の経路部材と、
前記第１の経路部材の内部に設けられ、前記第１の経路部材の内壁から前記第２の経路部材へ導入される前記生成水の連続性を分断する生成水分断部と
を備え、
前記生成水分断部は、前記第１の経路部材の内壁から突出した形状を有する突出部であり、
前記突出部のうち、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における鉛直上向き方向の流線の上流側には、前記流線に対して略垂直な平面を有する壁面部が形成されており、
前記突出部のうち、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における鉛直上向き方向の流線の下流側には、前記第１の経路部材の内壁に対して傾斜している傾斜部が形成されており、
前記傾斜部と前記内壁との間に形成される角度は、９０°を超えており、
前記排出ガスは、前記燃料電池スタックから排出される排出水素ガスであり、
前記第１の経路部材は、前記生成水と前記排出水素ガスとを分離する気液分離装置に含まれる部材であり、
前記第２の経路部材は、前記気液分離装置から前記排出水素ガスを吸い上げるポンプに含まれる部材である、
燃料電池システム。
請求項１に記載の燃料電池システムであって、
前記突出部は、前記第１の経路部材の内壁のうち、前記排出ガスが前記第１の経路部材から前記第２の経路部材へ向かって流れる場合における流線が描く曲線の外側部分に設けられている燃料電池システム。