JP5404542B2 - Fuel cell stack - Google Patents

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Description

本発明は、複数の発電セルが積層されるとともに、発電反応に使用された反応ガスを、積層方向に流通させる反応ガス排出連通孔が設けられ、前記積層方向の一端部に配置されるエンドプレートに、前記反応ガス排出連通孔に連通する加湿器が連結される燃料電池スタックに関する。   The present invention provides an end plate in which a plurality of power generation cells are stacked and a reaction gas discharge communication hole through which a reaction gas used for a power generation reaction flows in the stacking direction is disposed at one end of the stacking direction Furthermore, the present invention relates to a fuel cell stack to which a humidifier communicating with the reaction gas discharge communication hole is connected.

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(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。この種の燃料電池は、通常、所定数の発電セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode side electrode and a cathode side electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is sandwiched by separators. It has a power generation cell. This type of fuel cell is usually used as an in-vehicle fuel cell stack, for example, by stacking a predetermined number of power generation cells.

燃料電池スタックでは、積層されている各発電セルのアノード側電極及びカソード側電極に、それぞれ反応ガスである燃料ガス及び酸化剤ガスを供給するため、内部マニホールドを構成する場合が多い。この内部マニホールドは、発電セルの積層方向に貫通して設けられる反応ガス供給連通孔及び反応ガス排出連通孔を備えている。   In a fuel cell stack, an internal manifold is often configured to supply a fuel gas and an oxidant gas, which are reaction gases, to the anode side electrode and the cathode side electrode of each stacked power generation cell. The internal manifold includes a reaction gas supply communication hole and a reaction gas discharge communication hole that are provided through the power generation cell in the stacking direction.

その際、燃料電池スタックには、外部機器、例えば、加湿器が排出側配管を介して反応ガス排出連通孔に連通している。このため、燃料電池スタックと排出側配管との接続部位から連続する凝縮水を介して微少電流が流れることがある(液絡)。   At that time, an external device, for example, a humidifier, communicates with the reaction cell discharge communication hole via the discharge side pipe in the fuel cell stack. For this reason, a minute electric current may flow through the condensed water continuous from the connection portion between the fuel cell stack and the discharge side pipe (liquid junction).

そこで、この種の液絡を抑制するために、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池システムが提案されている。この燃料電池システムは、図11に示すように、燃料電池スタック1を備えており、この燃料電池スタック1は、複数のセルモジュール2を積層した積層体を備えるとともに、この積層体の積層方向両端には、エンドプレート3a、3bが配設されている。   Thus, in order to suppress this type of liquid junction, for example, a fuel cell system disclosed in Patent Document 1 has been proposed. As shown in FIG. 11, the fuel cell system includes a fuel cell stack 1, and the fuel cell stack 1 includes a stacked body in which a plurality of cell modules 2 are stacked, and both ends of the stacked body in the stacking direction. Are provided with end plates 3a, 3b.

一方のエンドプレート3aには、加湿された水素ガス、加湿された空気及び冷却液のそれぞれの供給配管4a、5a及び6aと、それぞれの排出配管4b、5b及び6bとが接続されている。これらの供給配管4a〜6a及び排出配管4b〜6bは、電気絶縁性部材で形成されている。   One end plate 3a is connected to supply pipes 4a, 5a, and 6a for humidified hydrogen gas, humidified air, and coolant, and discharge pipes 4b, 5b, and 6b, respectively. These supply pipes 4a to 6a and discharge pipes 4b to 6b are formed of an electrically insulating member.

特開2005−332674号公報JP-A-2005-332673

しかしながら、上記の特許文献1では、特に排出配管5bに連通する空気排出連通孔(図示せず)には、発電により生成された生成水が凝縮して滞留水が発生し易い。一方、排出配管4bに連通する水素ガス排出連通孔(図示せず)には、生成水の電解質膜を介した逆拡散による水分が凝縮して滞留水が発生し易い。   However, in the above-described Patent Document 1, the generated water generated by the power generation is condensed and the accumulated water is likely to be generated especially in the air discharge communication hole (not shown) communicating with the discharge pipe 5b. On the other hand, in a hydrogen gas discharge communication hole (not shown) communicating with the discharge pipe 4b, moisture due to reverse diffusion through the electrolyte membrane of the generated water is easily condensed, and stagnant water is easily generated.

このため、排出配管4b、5b内には、凝縮水が反応ガス排出圧力によって排出されており、この凝縮水が連続することによって金属部材同士が液絡するという問題がある。   For this reason, the condensed water is discharged by the reaction gas discharge pressure in the discharge pipes 4b and 5b, and there is a problem that the metal members are in liquid junction due to the continuous condensed water.

その際、排出配管4b、5bを相当に長尺に構成して絶縁抵抗を大きくすることが考えられる。ところが、排出配管4b、5bは、電気絶縁性部材で形成されるため、長尺化により強度不足が発生し易くなるとともに、外部配管の取り回しが煩雑化し、配管構造が大型化するという問題がある。   In that case, it is conceivable to increase the insulation resistance by configuring the discharge pipes 4b and 5b to be considerably long. However, since the discharge pipes 4b and 5b are formed of an electrically insulating member, there is a problem in that insufficient strength is likely to occur due to the increase in length, and handling of the external pipes becomes complicated and the pipe structure becomes large. .

本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、排水性を向上させて液絡を確実に阻止することができ、良好な発電性能を確保することが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 solves this type of problem, and has a simple and compact configuration, can improve drainage, reliably prevent liquid junctions, and can ensure good power generation performance. An object is to provide a battery stack.

本発明は、複数の発電セルが積層されるとともに、発電反応に使用された反応ガスを、積層方向に流通させる反応ガス排出連通孔が設けられ、前記積層方向の一端部に配置されるエンドプレートに、前記反応ガス排出連通孔に連通する加湿器が連結される燃料電池スタックに関するものである。   The present invention provides an end plate in which a plurality of power generation cells are stacked and a reaction gas discharge communication hole through which a reaction gas used for a power generation reaction flows in the stacking direction is disposed at one end of the stacking direction Further, the present invention relates to a fuel cell stack to which a humidifier communicating with the reaction gas discharge communication hole is connected.

この燃料電池スタックでは、加湿器は、エンドプレートに連結され、反応ガスを前記加湿器内に導入する反応ガス流入口を有する加湿器ジョイント部と、前記加湿器ジョイント部の内部に収容され、反応ガス排出連通孔に連通する反応ガス導入開口部及び前記反応ガス流入口に連通する反応ガス導出開口部を有する電気絶縁性配管と、前記電気絶縁性配管の下方に配置され、該電気絶縁性配管から排出される水分を収容するための排水用開口部を有する排水容器と、前記排水容器に接続され、前記排水用開口部から外部に前記水分を放出させる排水配管とを備えている。   In this fuel cell stack, a humidifier is connected to an end plate, and is contained in a humidifier joint portion having a reaction gas inlet for introducing a reaction gas into the humidifier, and inside the humidifier joint portion. An electrically insulating pipe having a reactive gas introduction opening communicating with the gas exhaust communication hole and a reactive gas outlet opening communicating with the reactive gas inlet; and the electrically insulating pipe disposed below the electrically insulating pipe A drainage container having a drainage opening for containing moisture discharged from the drainage, and a drainage pipe connected to the drainage container and discharging the moisture to the outside from the drainage opening.

そして、電気絶縁性配管の下部には、排水用開口部の上面視平面形状の領域内に開口する複数の孔部が前記排水用開口部に連通して形成されている。   In addition, a plurality of holes that open into a region of the drainage opening in a plan view when viewed from above are formed in communication with the drainage opening at the lower part of the electrically insulating pipe.

また、この燃料電池スタックでは、複数の孔部は、上面視平面形状の領域内に互いに同一の間隔ずつ離間して分配形成されることが好ましい。   In this fuel cell stack, it is preferable that the plurality of holes are distributed and formed in the region having a planar shape in a top view and spaced apart at the same interval.

本発明によれば、反応ガス排出連通孔から電気絶縁性配管に導入された反応ガスは、反応ガス導出開口部から加湿器ジョイント部の反応ガス流入口に導出される。一方、電気絶縁性配管に導入された水分は、前記電気絶縁性配管の下部に形成された複数の孔部を通り、該電気絶縁性配管の下部に配置されている排水容器に排出される。さらに、排水容器に排出された水分は、排水配管を通って前記排水容器の外部に放出される。   According to the present invention, the reaction gas introduced into the electrically insulating pipe from the reaction gas discharge communication hole is led out from the reaction gas lead-out opening to the reaction gas inlet of the humidifier joint. On the other hand, the moisture introduced into the electrically insulating pipe passes through a plurality of holes formed in the lower part of the electrically insulating pipe and is discharged to a drainage container disposed at the lower part of the electrically insulating pipe. Furthermore, the water | moisture content discharged | emitted by the drainage container is discharge | released outside the said drainage container through drainage piping.

その際、複数の孔部は、排水用開口部の上面視平面形状の領域内に開口している。従って、低負荷時や高負荷時等のように負荷状態が変化しても、複数の孔部から排水容器内の排水用開口部に良好に排水することができ、前記排水用開口部に偏在して滞留水が惹起されることを確実に阻止することが可能になる。   At this time, the plurality of holes are opened in a region having a planar shape in a top view of the drainage opening. Therefore, even if the load state changes, such as when the load is low or high, the drainage can be satisfactorily drained from the plurality of holes to the drainage opening in the drainage container, and the drainage opening is unevenly distributed. Thus, it is possible to reliably prevent the stagnant water from being caused.

このため、排水容器に排出された水分は、排水配管を通って前記排水容器の外部に良好且つ確実に放出される。これにより、排水容器内に水が滞留し、燃料電池スタック内から導電部位を介して外部に連なる導電(液絡)経路が形成されることがない。   For this reason, the water | moisture content discharged | emitted by the drainage container is discharge | released favorably and reliably to the exterior of the said drainage container through drainage piping. Thereby, water does not stay in the drainage container, and a conductive (liquid junction) path that continues from the inside of the fuel cell stack to the outside through the conductive portion is not formed.

従って、簡単且つコンパクトな構成で、燃料電池スタックから液絡が発生することを確実に阻止し、良好な発電性能を確保することができる。   Therefore, with a simple and compact configuration, it is possible to reliably prevent the occurrence of liquid junction from the fuel cell stack and to ensure good power generation performance.

本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタックを組み込む燃料電池システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system incorporating a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention. 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。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the power generation cell which comprises the said fuel cell stack. 前記燃料電池システムを構成する加湿器及び前記燃料電池スタックの斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of the humidifier and the fuel cell stack which constitute the fuel cell system. 前記燃料電池スタックの要部断面説明図である。It is principal part sectional drawing of the said fuel cell stack. 前記燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の底面説明図である。It is bottom face explanatory drawing of resin piping which comprises the said fuel cell stack. 前記樹脂製配管の斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of the resin piping. 本発明の第2の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の底面説明図である。It is bottom face explanatory drawing of resin piping which comprises the fuel cell stack which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の底面説明図である。It is bottom face explanatory drawing of resin piping which comprises the fuel cell stack which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の底面説明図である。It is bottom face explanatory drawing of resin piping which comprises the fuel cell stack which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の底面説明図である。It is bottom face explanatory drawing of resin piping which comprises the fuel cell stack which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 特許文献1に開示されている燃料電池システムの概略説明図である。1 is a schematic explanatory diagram of a fuel cell system disclosed in Patent Document 1. FIG.

図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池スタック10を組み込む燃料電池システム12は、例えば、図示しない燃料電池自動車(車両)に搭載される。   As shown in FIG. 1, the fuel cell system 12 incorporating the fuel cell stack 10 according to the first embodiment of the present invention is mounted on, for example, a fuel cell vehicle (vehicle) (not shown).

燃料電池システム12は、燃料電池スタック10と、前記燃料電池スタック10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10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10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。   The fuel cell system 12 includes a fuel cell stack 10, a cooling medium supply mechanism 16 for supplying a cooling medium to the fuel cell stack 10, and an oxidant gas (reactive gas) for supplying the fuel cell stack 10. An oxidant gas supply mechanism 18 and a fuel gas supply mechanism 20 for supplying fuel gas (reactive gas) to the fuel cell stack 10 are provided.

冷却媒体供給機構16は、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及び冷却媒体排出配管30が接続される。   The cooling medium supply mechanism 16 includes a radiator 24. A cooling medium supply pipe 28 and a cooling medium discharge pipe 30 are connected to the radiator 24 via a refrigerant pump 26.

酸化剤ガス供給機構18は、空気用ポンプ32を備える。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10が接続される。   The oxidant gas supply mechanism 18 includes an air pump 32. An air supply pipe 34 having one end connected to the air pump 32 is connected to the humidifier 36, and the fuel cell stack 10 is connected to the humidifier 36 via a humidified air supply pipe 38. The

加湿器36には、使用済みの生成水を含んだ酸化剤ガス(以下、オフガスともいう)を燃料電池スタック10から加湿流体として供給するためのオフガス流入口(反応ガス流入口)40が設けられる。加湿器36では、オフガス流入口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。   The humidifier 36 is provided with an off-gas inlet (reactive gas inlet) 40 for supplying an oxidizing gas (hereinafter also referred to as off-gas) containing used product water as a humidified fluid from the fuel cell stack 10. . In the humidifier 36, a back pressure valve 42 is disposed on the discharge side of the off gas supplied through the off gas inlet 40.

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(Hタンク)44を備える。この燃料ガスタンク44には、燃料ガス供給配管45の一端が接続され、前記燃料ガス供給配管45には、遮断弁46、レギュレータ48及びエゼクタ50が接続されるとともに、前記エゼクタ50が燃料電池スタック10に接続される。 The fuel gas supply mechanism 20 includes a fuel gas tank (H 2 tank) 44 in which hydrogen gas is stored as fuel gas. One end of a fuel gas supply pipe 45 is connected to the fuel gas tank 44, and a cutoff valve 46, a regulator 48 and an ejector 50 are connected to the fuel gas supply pipe 45, and the ejector 50 is connected to the fuel cell stack 10. Connected to.

燃料電池スタック10には、使用済みの燃料ガスを排出するための排出燃料ガス配管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から希釈器57に連通する。希釈器57には、オフガス流入口40から分岐する希釈流路41を介して希釈用エア及び加湿器36からの結露水が供給可能である。   An exhaust fuel gas pipe 52 for discharging used fuel gas is connected to the fuel cell stack 10. The exhaust fuel gas pipe 52 is connected to the ejector 50 via a return pipe 54 and partly communicates with the diluter 57 from the purge valve 56. Dilution air and dew condensation water from the humidifier 36 can be supplied to the diluter 57 via the dilute flow path 41 branched from the off-gas inlet 40.

燃料電池スタック10は、複数の発電セル58が車長方向である水平方向(図2及び図3中、矢印A方向)又は鉛直方向(図2中、矢印C方向)に積層されるとともに、積層方向の両端には、ターミナルプレート59a、59b及び絶縁プレート60a、60bを介して金属製エンドプレート62a、62bが配設される(図1参照)。ターミナルプレート59a、59b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、図示しない車両走行用モータや補機類に接続される。   In the fuel cell stack 10, a plurality of power generation cells 58 are stacked in the horizontal direction (the direction of arrow A in FIGS. 2 and 3) or the vertical direction (the direction of arrow C in FIG. 2). At both ends in the direction, metal end plates 62a and 62b are disposed via terminal plates 59a and 59b and insulating plates 60a and 60b (see FIG. 1). Electric power extraction terminals 63a and 63b protrude outward from the terminal plates 59a and 59b in the stacking direction, and the electric power extraction terminals 63a and 63b are connected to a vehicle driving motor and auxiliary equipment (not shown).

図2に示すように、各発電セル58は、電解質膜・電極構造体66と、前記電解質膜・電極構造体66を挟持する第1及び第2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セパレータ68、70は、カーボンセパレータ又は金属セパレータで構成される。   As shown in FIG. 2, each power generation cell 58 includes an electrolyte membrane / electrode structure 66 and first and second separators 68 and 70 that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure 66, and is configured to be vertically long. Is done. In addition, the 1st and 2nd separators 68 and 70 are comprised with a carbon separator or a metal separator.

発電セル58の長辺方向(矢印C方向)の一端縁部(上端縁部)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。   One end edge (upper end edge) of the power generation cell 58 in the long side direction (arrow C direction) communicates with each other in the arrow A direction to supply an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas. A supply communication hole 72a and a fuel gas supply communication hole 76a for supplying a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas, are provided.

発電セル58の長辺方向の他端縁部(下端縁部)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(反応ガス排出連通孔)72b及び燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔(反応ガス排出連通孔)76bが設けられる。   The other end edge (lower end edge) in the long side direction of the power generation cell 58 communicates with each other in the direction of the arrow A to discharge an oxidant gas (reactive gas discharge communication hole). 72b and a fuel gas discharge communication hole (reaction gas discharge communication hole) 76b for discharging the fuel gas are provided.

発電セル58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58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。   A cooling medium supply communication hole 74a for supplying a cooling medium is provided at one end edge of the power generation cell 58 in the short side direction (arrow B direction), and the other end edge of the power generation cell 58 in the short side direction. Is provided with a cooling medium discharge communication hole 74b for discharging the cooling medium. The cooling medium supply communication hole 74a and the cooling medium discharge communication hole 74b are set in a vertically long shape.

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。   The electrolyte membrane / electrode structure 66 includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 78 in which a thin film of perfluorosulfonic acid is impregnated with water, and an anode side electrode 80 and a cathode side electrode 82 that sandwich the solid polymer electrolyte membrane 78. With.

第1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セパレータ68の面68aとは反対の面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の一部が形成される。   A fuel gas flow path 84 that connects the fuel gas supply communication hole 76 a and the fuel gas discharge communication hole 76 b is formed on the surface 68 a of the first separator 68 facing the electrolyte membrane / electrode structure 66. The fuel gas channel 84 is constituted by, for example, a groove extending in the direction of arrow C. A part of the cooling medium flow path 86 that connects the cooling medium supply communication hole 74 a and the cooling medium discharge communication hole 74 b is formed on the surface 68 b opposite to the surface 68 a of the first separator 68.

第2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セパレータ70の面70aとは反対の面70bには、第1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セパレータ68、70には、シール部材が一体又は個別に設けられる。   The surface 70a of the second separator 70 facing the electrolyte membrane / electrode structure 66 is provided with, for example, an oxidant gas flow path 88 formed of a groove extending in the direction of arrow C. The oxidant gas supply communication hole 72a and the oxidant gas discharge communication hole 72b communicate with each other. A cooling medium flow path 86 is integrally formed on the surface 70b opposite to the surface 70a of the second separator 70 so as to overlap the surface 68b of the first separator 68. Although not shown, the first and second separators 68 and 70 are provided with seal members integrally or individually.

図3に示すように、燃料電池スタック10は、例えば、エンドプレート62a、62bを端板とするケーシング89を備える。なお、ケーシング89に代えて、エンドプレート62a、62b間を図示しないタイロッドで連結して構成してもよい。   As shown in FIG. 3, the fuel cell stack 10 includes a casing 89 having end plates 62a and 62b as end plates, for example. Instead of the casing 89, the end plates 62a and 62b may be connected by a tie rod (not shown).

図1に示すように、エンドプレート62aには、冷却媒体入口96aと、冷却媒体出口96bとが設けられる。冷却媒体入口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96bは、冷却媒体排出連通孔74bに連通する。冷却媒体入口96a及び冷却媒体出口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。   As shown in FIG. 1, the end plate 62a is provided with a cooling medium inlet 96a and a cooling medium outlet 96b. The cooling medium inlet 96a communicates with the cooling medium supply communication hole 74a, while the cooling medium outlet 96b communicates with the cooling medium discharge communication hole 74b. The cooling medium inlet 96 a and the cooling medium outlet 96 b communicate with the radiator 24 through the cooling medium supply pipe 28 and the cooling medium discharge pipe 30.

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98a、燃料ガス供給連通孔76aに連通する燃料ガス入口100a、酸化剤ガス排出連通孔72bに連通する酸化剤ガス出口98b、及び燃料ガス排出連通孔76bに連通する燃料ガス出口100bが設けられる。   The end plate 62b has an oxidant gas inlet 98a that communicates with the oxidant gas supply communication hole 72a, a fuel gas inlet 100a that communicates with the fuel gas supply communication hole 76a, and an oxidant gas outlet that communicates with the oxidant gas discharge communication hole 72b. 98 b and a fuel gas outlet 100 b communicating with the fuel gas discharge communication hole 76 b are provided.

図3に示すように、燃料電池スタック10のエンドプレート62bには、加湿器36を構成する加湿器ジョイント部101が直接固定される。加湿器36内には、第1及び第2加湿部102a、102bが上下に配列して収容される。第1加湿部102a及び第2加湿部102b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102a及び第2加湿部102bは、例えば、中空糸膜型加湿構造を採用することができる。   As shown in FIG. 3, the humidifier joint portion 101 constituting the humidifier 36 is directly fixed to the end plate 62 b of the fuel cell stack 10. In the humidifier 36, the first and second humidifiers 102a and 102b are accommodated in a vertical arrangement. The first humidifying unit 102 a and the second humidifying unit 102 b are connected to the air supply pipe 34 and the humidified air supply pipe 38. The first humidifying part 102a and the second humidifying part 102b can adopt, for example, a hollow fiber membrane type humidifying structure.

図4に示すように、加湿器ジョイント部101の底部には、後述する樹脂製配管112の下方に位置して排水容器104が一体形成される。排水容器104は、樹脂製配管112から排出される水分を収容するための排水チャンバ(排水用開口部)106を有する。排水チャンバ106は、排水口106aを設けるとともに、前記排水口106aに接続される排水配管108を介して希釈流路41から希釈器57に連通する(図1参照)。排水口106aは、排水容器104の側部下端位置に且つ加湿器ジョイント部101の先端側(矢印L方向)に設けられる(図4参照)。なお、図5に示すように、排水配管108は、水を円滑に排出するために、排出されるオフガスが加湿器ジョイント部101内を流れる方向に設けられる。この排水配管108の矢印S方向の位置は、周辺機器の配置により変更可能である。   As shown in FIG. 4, a drainage container 104 is integrally formed at the bottom of the humidifier joint portion 101 so as to be positioned below a resin pipe 112 described later. The drainage container 104 has a drainage chamber (drainage opening) 106 for storing moisture discharged from the resin pipe 112. The drain chamber 106 is provided with a drain port 106a and communicates from the dilution channel 41 to the diluter 57 via a drain pipe 108 connected to the drain port 106a (see FIG. 1). The drainage port 106a is provided at the lower end position of the side part of the drainage container 104 and on the distal end side (arrow L direction) of the humidifier joint part 101 (see FIG. 4). As shown in FIG. 5, the drain pipe 108 is provided in a direction in which the discharged off gas flows in the humidifier joint portion 101 in order to smoothly discharge water. The position of the drain pipe 108 in the arrow S direction can be changed by the arrangement of peripheral devices.

エンドプレート62bの酸化剤ガス出口98bには、樹脂製連結配管110が装着される。樹脂製連結配管110の一端110aは、酸化剤ガス排出連通孔72bの出口形状に対応して矩形状を有する一方、前記樹脂製連結配管110の他端110bは、リング状を有する。この樹脂製連結配管110の他端110bには、電気絶縁性配管、例えば、樹脂製配管112が連結される。   A resin connection pipe 110 is attached to the oxidant gas outlet 98b of the end plate 62b. One end 110a of the resin connection pipe 110 has a rectangular shape corresponding to the outlet shape of the oxidant gas discharge communication hole 72b, while the other end 110b of the resin connection pipe 110 has a ring shape. An electrically insulating pipe, for example, a resin pipe 112 is connected to the other end 110 b of the resin connection pipe 110.

エンドプレート62bと加湿器ジョイント部101とは、樹脂製配管112を介して連結される。樹脂製配管112は、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の絶縁材料で形成される。なお、樹脂製配管112は、金属製本体の表面に樹脂被膜を形成してもよい。   The end plate 62b and the humidifier joint portion 101 are connected via a resin pipe 112. The resin piping 112 is formed of an insulating material such as polyphenylene sulfide (PPS), for example. The resin pipe 112 may form a resin film on the surface of the metal main body.

図4〜図6に示すように、樹脂製配管112は、円筒形状を有するとともに、大径側の一端112aは、樹脂製連結配管110の他端110bにOリング113を介して挿入される。一端112aには、酸化剤ガス排出連通孔72bに連通するオフガス導入開口部(反応ガス導入開口部)114が形成される(図4参照)。   As shown in FIGS. 4 to 6, the resin pipe 112 has a cylindrical shape, and one end 112 a on the large diameter side is inserted into the other end 110 b of the resin connection pipe 110 via an O-ring 113. An off-gas introduction opening (reaction gas introduction opening) 114 communicating with the oxidant gas discharge communication hole 72b is formed at the one end 112a (see FIG. 4).

樹脂製配管112の小径側の他端112bは、加湿器ジョイント部101のオフガス流入口40内に進入する。オフガス流入口40は、酸化剤ガス出口98b側に向かって下方に傾斜する傾斜流路部40aを有し、前記他端112bは、少なくとも前記傾斜流路部40aの傾斜開始端まで延在する長さに設定される。なお、傾斜流路部40aに代えて、鉛直方向に延在する鉛直流路部(図示せず)を用いてもよい。   The other end 112 b on the small diameter side of the resin pipe 112 enters the off-gas inlet 40 of the humidifier joint portion 101. The off-gas inlet 40 has an inclined channel portion 40a that inclines downward toward the oxidant gas outlet 98b side, and the other end 112b extends at least to an inclination start end of the inclined channel portion 40a. Is set. Instead of the inclined channel portion 40a, a vertical channel portion (not shown) extending in the vertical direction may be used.

他端112bには、その先端縁部から軸方向に所定の長さを有し、且つ該上端から直径方向に所定の長さまで切り欠いてオフガス導出開口部(反応ガス導出開口部)116が形成される。   The other end 112b has a predetermined length in the axial direction from the edge of the tip, and is cut out from the upper end to a predetermined length in the diametrical direction to form an off-gas outlet opening (reactive gas outlet opening) 116. Is done.

他端112bの外周部最下端位置には、複数、例えば、4つの孔部118a〜118dが設けられる。孔部118a〜118dは、図5に示すように、排水チャンバ106の上面視平面形状(円形状)の領域内に開口して、具体的には、前記領域内で前記排水チャンバ106の中心Oから互いに同一の角度間隔(90゜)ずつ離間して分配形成される。孔部118a〜118dは、好ましくは円形状に設定される。   A plurality of, for example, four holes 118a to 118d are provided at the lowermost position of the outer peripheral portion of the other end 112b. As shown in FIG. 5, the holes 118 a to 118 d open into a region having a planar shape (circular shape) in a top view of the drainage chamber 106, specifically, the center O of the drainage chamber 106 within the region. Are distributed at the same angular interval (90 °) from each other. The holes 118a to 118d are preferably set in a circular shape.

孔部118a〜118dは、直径φdに設定されるとともに、前記孔部118a〜118dは、排水チャンバ106の外周面からそれぞれ距離d以上ずつ離間する。なお、排水チャンバ106の上面視平面形状は、円形状の他、四角形状等の多角形状や長円形状等、種々の形状に設定可能である。   The holes 118 a to 118 d are set to have a diameter φd, and the holes 118 a to 118 d are separated from the outer peripheral surface of the drain chamber 106 by a distance d or more. In addition to the circular shape, the planar shape of the drain chamber 106 in a top view can be set to various shapes such as a polygonal shape such as a square shape and an oval shape.

このように構成される燃料電池システム12の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell system 12 configured as described above will be described below.

先ず、図1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102a、102bを通って加湿空気供給配管38に供給される(図3参照)。   First, as shown in FIG. 1, the air pump 32 constituting the oxidant gas supply mechanism 18 is driven, and external air that is an oxidant gas is sucked and introduced into the air supply pipe 34. This air is introduced into the humidifier 36 from the air supply pipe 34 and supplied to the humidified air supply pipe 38 through the first and second humidifiers 102a and 102b (see FIG. 3).

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10内の酸化剤ガス供給連通孔72aに供給される。   For this reason, moisture contained in the off-gas moves to the air before use, and the air before use is humidified. The humidified air is supplied from the humidified air supply pipe 38 to the oxidant gas supply communication hole 72a in the fuel cell stack 10 through the end plate 62b.

一方、図1に示すように、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を通ってエンドプレート62bから燃料電池スタック10内の燃料ガス供給連通孔76aに導入される。   On the other hand, as shown in FIG. 1, in the fuel gas supply mechanism 20, the fuel gas (hydrogen gas) in the fuel gas tank 44 is stepped down by the regulator 48 under the opening action of the shutoff valve 46, and then passes through the ejector 50. The fuel gas supply communication hole 76a in the fuel cell stack 10 is introduced from the end plate 62b.

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10内の冷却媒体供給連通孔74aに冷却媒体が導入される。   Further, in the cooling medium supply mechanism 16, under the action of the refrigerant pump 26, the cooling medium is introduced from the cooling medium supply pipe 28 through the end plate 62 a to the cooling medium supply communication hole 74 a in the fuel cell stack 10.

図2に示すように、燃料電池スタック10内の各発電セル58に供給された空気は、酸化剤ガス供給連通孔72aから第2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。   As shown in FIG. 2, the air supplied to each power generation cell 58 in the fuel cell stack 10 is introduced into the oxidant gas flow path 88 of the second separator 70 from the oxidant gas supply communication hole 72a, and the electrolyte membrane / It moves along the cathode side electrode 82 of the electrode structure 66. On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel gas flow path 84 of the first separator 68 from the fuel gas supply communication hole 76 a and moves along the anode side electrode 80 of the electrolyte membrane / electrode structure 66.

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。   Therefore, in each electrolyte membrane / electrode structure 66, the oxygen in the air supplied to the cathode side electrode 82 and the fuel gas (hydrogen) supplied to the anode side electrode 80 undergo an electrochemical reaction in the electrode catalyst layer. To generate electricity.

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からオフガス流入口40に排出される(図1参照)。   Next, the air consumed by being supplied to the cathode side electrode 82 flows along the oxidant gas discharge communication hole 72b, and is then discharged from the end plate 62b to the off gas inlet 40 as an off gas (see FIG. 1).

その際、カソード側電極82で発電により生成される生成水は、酸化剤ガス排出連通孔72bに導入される。酸化剤ガス排出連通孔72bでは、エンドプレート62b側に導入された生成水が、オフガスの流れに伴ってオフガス流入口40に排出される。   At that time, the generated water generated by power generation at the cathode side electrode 82 is introduced into the oxidant gas discharge communication hole 72b. In the oxidant gas discharge communication hole 72b, the generated water introduced to the end plate 62b side is discharged to the off-gas inlet 40 along with the off-gas flow.

この場合、第1の実施形態では、図4に示すように、樹脂製配管112の他端112bの外周部最下端位置には、4つの孔部118a〜118dが設けられている。このため、樹脂製配管112に導入された水分は、前記樹脂製配管112の下部に形成された複数の孔部118a〜118dを通り、該樹脂製配管112の下部に配置されている排水容器104に排出されている。さらに、排水容器104に排出された水分は、排水配管108を通って前記排水容器104の外部、すなわち、希釈流路41から希釈器57に放出されている。   In this case, in 1st Embodiment, as shown in FIG. 4, four hole part 118a-118d is provided in the outer peripheral part lowest end position of the other end 112b of the resin piping 112. As shown in FIG. For this reason, the moisture introduced into the resin pipe 112 passes through a plurality of holes 118 a to 118 d formed in the lower part of the resin pipe 112 and is disposed in the lower part of the resin pipe 112. Have been discharged. Further, the water discharged to the drainage container 104 is discharged to the diluter 57 from the outside of the drainage container 104, that is, from the dilution flow path 41 through the drainage pipe 108.

その際、孔部118a〜118dは、図5に示すように、排水チャンバ106の上面視平面形状の領域内に開口している。従って、低負荷時や高負荷時等のように負荷状態が変化しても、複数の孔部118a〜118dから排水容器104内の排水チャンバ106に良好に排水することができ、前記排水チャンバ106に偏在して滞留水が惹起されることを確実に阻止することが可能になるという効果が得られる。   At that time, the holes 118a to 118d are opened in a region of the drain chamber 106 having a planar shape as viewed from above, as shown in FIG. Therefore, even if the load state changes such as when the load is low or high, the drainage chamber 106 can drain well from the plurality of holes 118a to 118d into the drainage chamber 106 in the drainage container 104. Thus, it is possible to reliably prevent the stagnant water from being unevenly distributed.

例えば、排水チャンバ106の中心Oに対応して単一の孔部が設けられる場合、特に高負荷時に流速が増加することにより、前記排水チャンバ106の奥側、すなわち、排水口106aから離間する端部側に偏在して滞留水が惹起し易くなる。そこで、複数の孔部118a〜118dを設けることにより、単一の大径孔部を設ける構成に比べて、オフガスの流量が削減される一方、水滴量が均等化され、偏在した滞留水を惹起させることがない。   For example, in the case where a single hole is provided corresponding to the center O of the drainage chamber 106, the end away from the drainage port 106a, that is, the farthest side of the drainage port 106a due to an increase in the flow velocity particularly at high loads. It becomes unevenly distributed on the part side and stagnant water is likely to occur. Therefore, by providing a plurality of holes 118a to 118d, the flow rate of off-gas is reduced as compared with a configuration in which a single large-diameter hole is provided, while the amount of water droplets is equalized and unevenly stagnant water is caused. I will not let you.

このため、排水容器104に排出された水分は、排水配管108を通って前記排水容器104の外部に良好且つ確実に放出される。これにより、排水容器104内に水が滞留し、燃料電池スタック10内から導電部位を介して外部に連なる導電(液絡)経路が形成されることを阻止することが可能になる。   For this reason, the water discharged to the drainage container 104 is discharged well and reliably to the outside of the drainage container 104 through the drainage pipe 108. As a result, it is possible to prevent water from staying in the drainage container 104 and forming a conductive (liquid junction) path from the fuel cell stack 10 to the outside through the conductive portion.

しかも、第1の実施形態では、孔部118a〜118dは、図5に示すように、排水チャンバ106の上面視平面形状の領域内で、前記排水チャンバ106の中心Oから互いに同一の角度間隔ずつ離間して分配形成されている。その上、孔部118a〜118dは、直径φdに設定されるとともに、前記孔部118a〜118dは、排水チャンバ106の外周面からそれぞれ距離d以上ずつ離間している。従って、特に低負荷時から高負荷時までの種々の負荷状態においても、排水チャンバ106に滞留水が惹起されることを、一層確実に阻止することができる。   In addition, in the first embodiment, the holes 118a to 118d are formed at the same angular interval from the center O of the drainage chamber 106 within the area of the plan view of the drainage chamber 106 as shown in FIG. Dispersed and formed separately. In addition, the holes 118 a to 118 d are set to have a diameter φd, and the holes 118 a to 118 d are separated from the outer peripheral surface of the drainage chamber 106 by a distance d or more. Accordingly, it is possible to more reliably prevent the stagnant water from being caused in the drain chamber 106 even in various load states from a low load to a high load.

これにより、簡単且つコンパクトな構成で、燃料電池スタック10から液絡が発生することを確実に阻止し、良好な発電性能を確保することが可能になるという利点がある。   Accordingly, there is an advantage that it is possible to reliably prevent the occurrence of a liquid junction from the fuel cell stack 10 and to ensure good power generation performance with a simple and compact configuration.

図7は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管(電気絶縁性配管)130の底面説明図である。   FIG. 7 is an explanatory bottom view of a resin pipe (electrically insulating pipe) 130 constituting the fuel cell stack according to the second embodiment of the present invention.

なお、第1の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管112と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態以降においても同様に、その詳細な説明は省略する。   Note that the same components as those of the resin pipe 112 constituting the fuel cell stack according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Similarly, in the third and subsequent embodiments described below, detailed description thereof is omitted.

樹脂製配管130の一端130aより小径な他端130bの外周部最下端位置には、3つの孔部132a〜132cが設けられる。孔部132a〜132cは、排水チャンバ106の上面視平面形状(円形状)の領域内に開口して、具体的には、前記領域内で前記排水チャンバ106の中心Oから互いに同一の角度間隔(120゜)ずつ離間して分配形成される。孔部132a〜132cは、直径φdに設定されるとともに、前記孔部132a〜132cは、排水チャンバ106の外周面からそれぞれ距離d以上ずつ離間する。   Three holes 132 a to 132 c are provided at the lowermost end position of the outer peripheral portion of the other end 130 b having a smaller diameter than the one end 130 a of the resin pipe 130. The holes 132a to 132c open into a region having a planar shape (circular shape) when viewed from the top of the drainage chamber 106. Specifically, the holes 132a to 132c have the same angular interval from the center O of the drainage chamber 106 within the region. 120 °) apart from each other. The holes 132 a to 132 c are set to have a diameter φd, and the holes 132 a to 132 c are separated from the outer peripheral surface of the drainage chamber 106 by a distance d or more.

図8は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管(電気絶縁性配管)140の底面説明図である。   FIG. 8 is an explanatory bottom view of a resin pipe (electrically insulating pipe) 140 constituting the fuel cell stack according to the third embodiment of the present invention.

樹脂製配管140の一端140aより小径な他端140bの外周部最下端位置には、5つの孔部142a〜142eが設けられる。孔部142a〜142eは、排水チャンバ106の上面視平面形状(円形状)の領域内に開口する。具体的には、4つの孔部142a〜142dは、領域内で排水チャンバ106の中心Oから互いに同一の角度間隔(90゜)ずつ離間して分配形成されるとともに、残余の孔部142eは、前記排水チャンバ106の中心Oに設けられる。孔部142a〜142eは、直径φdに設定されるとともに、前記孔部142a〜142dは、排水チャンバ106の外周面からそれぞれ距離d以上ずつ離間する。   Five holes 142a to 142e are provided at the lowermost position of the outer peripheral portion of the other end 140b having a smaller diameter than the one end 140a of the resin pipe 140. The holes 142 a to 142 e open in a region (circular shape) in a plan view (circular shape) of the drain chamber 106. Specifically, the four holes 142a to 142d are distributed and formed at the same angular interval (90 °) from the center O of the drainage chamber 106 within the region, and the remaining holes 142e are It is provided at the center O of the drainage chamber 106. The holes 142 a to 142 e are set to a diameter φd, and the holes 142 a to 142 d are separated from the outer peripheral surface of the drainage chamber 106 by a distance d or more.

図9は、本発明の第4の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管(電気絶縁性配管)150の底面説明図である。   FIG. 9 is an explanatory bottom view of a resin pipe (electrically insulating pipe) 150 constituting a fuel cell stack according to the fourth embodiment of the present invention.

樹脂製配管150の一端150aより小径な他端150bの外周部最下端位置には、6つの孔部152a〜152fが設けられる。孔部152a〜152fは、排水チャンバ106の上面視平面形状(円形状)の領域内に開口して、具体的には、前記領域内で前記排水チャンバ106の中心Oから互いに同一の角度間隔(60゜)ずつ離間して分配形成される。孔部152a〜152fは、直径φdに設定されるとともに、前記孔部152a〜152fは、排水チャンバ106の外周面からそれぞれ距離d以上ずつ離間する。   Six holes 152 a to 152 f are provided at the lowermost position of the outer peripheral portion of the other end 150 b having a smaller diameter than the one end 150 a of the resin pipe 150. The holes 152a to 152f open into a region having a planar shape (circular shape) when viewed from the top of the drainage chamber 106. Specifically, the holes 152a to 152f are spaced at the same angular interval from the center O of the drainage chamber 106 within the region. 60 °) apart from each other. The holes 152 a to 152 f are set to have a diameter φd, and the holes 152 a to 152 f are separated from the outer peripheral surface of the drainage chamber 106 by a distance d or more.

図10は、本発明の第5の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する樹脂製配管(電気絶縁性配管)160の底面説明図である。   FIG. 10 is an explanatory bottom view of a resin pipe (electrically insulating pipe) 160 constituting the fuel cell stack according to the fifth embodiment of the present invention.

樹脂製配管160の一端160aより小径な他端160bの外周部最下端位置には、7つの孔部162a〜162gが設けられる。孔部162a〜162fは、排水チャンバ106の上面視平面形状(円形状)の領域内に開口する。具体的には、6つの孔部162a〜162fは、領域内で排水チャンバ106の中心Oから互いに同一の角度間隔(60゜)ずつ離間して分配形成されるとともに、残余の孔部162gは、前記排水チャンバ106の中心Oに設けられる。孔部162a〜162gは、直径φdに設定されるとともに、前記孔部162a〜162fは、排水チャンバ106の外周面からそれぞれ距離d以上ずつ離間する。   Seven holes 162 a to 162 g are provided at the lowermost end position of the outer peripheral portion of the other end 160 b having a smaller diameter than the one end 160 a of the resin pipe 160. The holes 162a to 162f open in a region of the drain chamber 106 having a planar shape (circular shape) when viewed from above. Specifically, the six holes 162a to 162f are distributed and formed at the same angular interval (60 °) from the center O of the drainage chamber 106 in the region, and the remaining holes 162g are It is provided at the center O of the drainage chamber 106. The holes 162 a to 162 g are set to a diameter φd, and the holes 162 a to 162 f are separated from the outer peripheral surface of the drainage chamber 106 by a distance d or more.

このように構成される第2〜第5の実施形態では、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。   In the second to fifth embodiments configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

10…燃料電池スタック 12…燃料電池システム
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 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…オフガス流入口 44…燃料ガスタンク
52…排出燃料ガス配管 58…発電セル
62a、62b…エンドプレート 66…電解質膜・電極構造体
68、70…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 101…加湿器ジョイント部
102a、102b…加湿部 104…排水容器
106…排水チャンバ 108…排水配管
112、130、140、150、160…樹脂製配管
114…オフガス導入開口部 116…オフガス導出開口部
118a〜118d、132a〜132c、142a〜142e、152a〜152f、162a〜162g…孔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell stack 12 ... Fuel cell system 16 ... Coolant supply mechanism 18 ... Oxidant gas supply mechanism 20 ... Fuel gas supply mechanism 24 ... Radiators 26, 32 ... Pump 28 ... Coolant supply pipe 30 ... Coolant discharge pipe 34 ... Air supply pipe 36 ... Humidifier 38 ... Humidified air supply pipe 40 ... Off gas inlet 44 ... Fuel gas tank 52 ... Exhaust fuel gas pipe 58 ... Power generation cell 62a, 62b ... End plate 66 ... Electrolyte membrane / electrode structure 68, 70 ... Separator 72a ... Oxidant gas supply communication hole 72b ... Oxidant gas discharge communication hole 74a ... Cooling medium supply communication hole 74b ... Cooling medium discharge communication hole 76a ... Fuel gas supply communication hole 76b ... Fuel gas discharge communication hole 78 ... Solid height Molecular electrolyte membrane 80 ... Anode side electrode 82 ... Cathode side electrode 84 ... Fuel gas passage 86 ... Cooling medium passage DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Oxidant gas flow path 101 ... Humidifier joint part 102a, 102b ... Humidification part 104 ... Drain container 106 ... Drain chamber 108 ... Drain piping 112, 130, 140, 150, 160 ... Resin piping 114 ... Off-gas introduction opening 116: Off-gas outlet openings 118a to 118d, 132a to 132c, 142a to 142e, 152a to 152f, 162a to 162g, holes

Claims (2)

複数の発電セルが積層されるとともに、発電反応に使用された反応ガスを、積層方向に流通させる反応ガス排出連通孔が設けられ、前記積層方向の一端部に配置されるエンドプレートに、前記反応ガス排出連通孔に連通する加湿器が連結される燃料電池スタックであって、
前記加湿器は、前記エンドプレートに連結され、前記反応ガスを前記加湿器内に導入する反応ガス流入口を有する加湿器ジョイント部と、
前記加湿器ジョイント部の内部に収容され、前記反応ガス排出連通孔に連通する反応ガス導入開口部及び前記反応ガス流入口に連通する反応ガス導出開口部を有する電気絶縁性配管と、
前記電気絶縁性配管の下方に配置され、該電気絶縁性配管から排出される水分を収容するための排水用開口部を有する排水容器と、
前記排水容器に接続され、前記排水用開口部から外部に前記水分を放出させる排水配管と、
を備え、
前記電気絶縁性配管の下部には、前記排水用開口部の上面視平面形状の領域内に開口する複数の孔部が前記排水用開口部に連通して形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
A plurality of power generation cells are stacked, and a reaction gas discharge communication hole through which reaction gas used for power generation reaction flows in the stacking direction is provided, and the reaction is performed on an end plate disposed at one end of the stacking direction. A fuel cell stack to which a humidifier communicating with the gas discharge communication hole is connected,
The humidifier is connected to the end plate, and has a reaction gas inlet for introducing the reaction gas into the humidifier.
An electrically insulating pipe accommodated in the humidifier joint part, having a reaction gas introduction opening communicating with the reaction gas discharge communication hole and a reaction gas outlet opening communicating with the reaction gas inlet;
A drainage container disposed below the electrically insulating pipe and having a drainage opening for containing moisture discharged from the electrically insulating pipe;
A drainage pipe connected to the drainage container and discharging the moisture to the outside from the drainage opening;
With
A fuel cell characterized in that a plurality of holes that open into a region in a plan view of the drainage opening communicate with the drainage opening at the lower part of the electrically insulating pipe. stack.
請求項1記載の燃料電池スタックであって、前記複数の孔部は、前記上面視平面形状の領域内に互いに同一の間隔ずつ離間して分配形成されることを特徴とする燃料電池スタック。   2. The fuel cell stack according to claim 1, wherein the plurality of holes are distributed and formed in the region having a planar shape in a top view and spaced apart from each other at the same interval.
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