JP5504077B2 - 燃料電池スタック - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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１３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。

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。

特開２００５−３３２６７４号公報

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る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。

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。

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。

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、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。

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。

この加湿器は、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を備えている。

そして、反応ガス導出開口部を形成する電気絶縁性配管の壁部の端部には、反応ガスを、反応ガス流入口を形成する内壁面から離間する方向に導出させるガイド部が設けられている。

また、ガイド部は、壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部により構成されることが好ましい。

さらに、鋭角形状部には、壁部の内部に切り込んで凹部が形成されることが好ましい。

さらにまた、ガイド部は、壁部を反応ガス導出開口部側に屈曲乃至湾曲させた返し部により構成されることが好ましい。

本発明によれば、反応ガス排出連通孔から加湿器ジョイント部を構成する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反応ガス流入口に導出される。その際、反応ガス導出開口部を形成する壁部の端部には、ガイド部が設けられており、反応ガスは、前記ガイド部の案内作用下に、反応ガス流入口を形成する内壁面から離間する方向に導出することができる。

このため、電気絶縁性配管の反応ガス導出開口部に液滴が滞留し、滞留水と加湿器ジョイント部との間に液体の繋がりが発生することを阻止することが可能になる。従って、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。

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。

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。 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。 前記燃料電池スタックの要部断面説明図である。 前記燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の正面説明図である。 前記樹脂製配管の斜視説明図である。 前記樹脂製配管の一部拡大説明図である。 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一部拡大説明図である。 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一部拡大説明図である。 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一部拡大説明図である。 本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックの要部断面説明図である。 前記燃料電池スタックを構成する樹脂製配管の一部拡大説明図である。 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。

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、図示しない燃料電池車両に搭載される。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。

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。

酸化剤ガス供給機構１８は、空気用ポンプ３２を備え、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１０が接続される。

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。

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。

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。

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）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図４に示すように、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。

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。

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）。

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。樹脂製配管１１２の他端１１２ｂの外周部と加湿器ジョイント部１０１の内壁部１０１ａとの間には、隙間Ｓが設けられる（図４参照）。

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。

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。オフガス導出開口部１１６を形成する樹脂製配管１１２の壁部には、オフガスを、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出させるガイド部１１８が設けられる。

ガイド部１１８は、壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部１１８ａにより構成される。鋭角形状部１１８ａの外面側には、壁部の内部に切り込んで凹部１１８ｂが形成される。なお、ガイド部１１８は、少なくとも壁部の３辺に設けられていればよく、一端１１２ａ側の辺には、必要に応じて設けてもよい。なお、図５中、二点鎖線で示すように、ガイド部１１８は、鋭角形状部１１８ａの先端部がオフガス流入口４０内に突出するように構成してもよい。一対のガイド部１１８間の距離ＳＩは、オフガス流入口４０の開口直径ＳＨよりも小さく設定される。

他端１１２ｂの外周部最下端位置には、ドレイン孔部１２０が、所定の方向、例えば、重力方向に形成される。図４に示すように、ドレイン孔部１２０を形成するリング状壁部には、凹部１２０ａが周回形成されることにより、前記リング状壁部は、鋭角形状部を構成する。ドレイン孔部１２０は、加湿器ジョイント部１０１の排水チャンバ１２１に連通する一方、前記排水チャンバ１２１は、排水配管１２２を介して希釈流路４１から希釈器５７に連通する（図１参照）。

なお、排水配管１２２は、加湿器ジョイント部１０１の底部に重力方向に向かって延在しているが、これに限定されるものではなく、例えば、前記加湿器ジョイント部１０１の側部に水平方向に延在して設けてもよい（図４中、二点鎖線参照）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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からオフガス流入口４０に排出される（図１参照）。

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。

この場合、第１の実施形態では、図４に示すように、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を介して連結されている。樹脂製配管１１２の小径側の他端１１２ｂは、オフガス流入口４０内に進入するとともに、前記他端１１２ｂには、前記オフガス流入口４０に連通するオフガス導出開口部１１６が形成されている。

そして、オフガス導出開口部１１６を形成する樹脂製配管１１２の壁部には、オフガスを、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出させるガイド部１１８が設けられている。このガイド部１１８は、壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部１１８ａにより構成されている。

従って、図７に示すように、オフガスは、鋭角形状部１１８ａの案内作用下に、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出することができる。このため、オフガスは、ガイド部１１８の先端を回り込んで前記ガイド部１１８と内壁面４０ｂとの隙間Ｓに導入されることを可及的に阻止することが可能になる（図７中、破線参照）。

これにより、樹脂製配管１１２のオフガス導出開口部１１６に液滴が滞留し、滞留水と加湿器ジョイント部１０１との間に液体の繋がりが発生することを阻止することができる。従って、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がない。

このため、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良好に阻止し、良好な発電性能を確保することができるという効果が得られる。

さらに、鋭角形状部１１８ａの外面側には、壁部の内部に切り込んで凹部１１８ｂが形成されている。これにより、オフガスは、ガイド部１１８の先端を回り込むことを一層確実に阻止され、液体の繋がりを惹起することがなく、液絡の防止が良好に遂行されるという利点がある。

一方、図４に示すように、ドレイン孔部１２０を形成するリング状壁部には、凹部１２０ａが周回形成されることにより、前記リング状壁部は、鋭角形状部を構成している。従って、ドレイン孔部１２０から排水チャンバ１２１に排出される水滴は、他端１１２ｂの底部外周面に付着して繋がることがなく、液絡を有効に防止することができる。

なお、ガイド部１１８は、オフガス流入口４０の内部に突出するように、外方に膨出形成してもよい。以下の実施形態においても、同様である。

図８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の一部拡大説明図である。

なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０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。

オフガス導出開口部１１６を形成する樹脂製配管１３０の壁部には、オフガスを、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出させるガイド部１３２が設けられる。

ガイド部１３２は、壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部１３２ａにより構成される。鋭角形状部１３２ａの内面側には、壁部の内部に切り込んで凹部１３２ｂが形成される。

図９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の一部拡大説明図である。

オフガス導出開口部１１６を形成する樹脂製配管１４０の壁部には、オフガスを、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出させるガイド部１４２が設けられる。

ガイド部１４２は、壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部１４２ａにより構成される。鋭角形状部１４２ａの外面側には、壁部の内部に切り込んで凹部１４２ｂが形成されるとともに、前記鋭角形状部１４２ａの内面側には、前記壁部の内部に切り込んで凹部１４２ｃが形成される。

図１０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の一部拡大説明図である。

オフガス導出開口部１１６を形成する樹脂製配管１５０の壁部には、オフガスを、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出させるガイド部１５２が設けられる。

ガイド部１５２は、壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部１５２ａにより構成される。鋭角形状部１５２ａの端面には、傾斜面１５２ｂが形成される。

このように構成される第２〜第４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。

図１１は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタック１６０の要部断面説明図である。

燃料電池スタック１６０は、樹脂製配管（電気絶縁性配管）１６２を備える。オフガス導出開口部１１６を形成する樹脂製配管１６２の壁部には、オフガスを、オフガス流入口４０を形成する内壁面４０ｂから離間する方向に導出させるガイド部１６４が設けられる。

ガイド部１６４は、樹脂製配管１６２の壁部をオフガス導出開口部１１６側に屈曲乃至湾曲させた返し部１６４ａにより構成される。図１２に示すように、ガイド部１６４は、樹脂製配管１６２の壁部内方に平坦面１６４ｂを有する。なお、平坦面１６４ｂに代えて、湾曲面を有してもよい。

このように構成される第５の実施形態では、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。

１０、１６０…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 １１０…樹脂製連結配管
１１２、１３０、１４０、１５０、１６２…樹脂製配管
１１２ａ…一端 １１２ｂ…他端
１１４…オフガス導入開口部 １１６…オフガス導出開口部
１１８、１３２、１４２、１５２、１６４…ガイド部
１１８ａ、１３２ａ、１４２ａ、１５２ａ…鋭角形状部
１１８ｂ、１２０ａ、１３２ｂ、１４２ｂ、１４２ｃ…凹部
１２０…ドレイン孔部 １５２ｂ…傾斜面
１６４ａ…返し部

Claims (5)

1. 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、
   を備え、
   前記電気絶縁性配管の壁部には、前記反応ガス導出開口部が形成されると共に該反応ガス導出開口部の壁部の端部には前記反応ガスを、前記反応ガス流入口を形成する内壁面から離間する方向に導出させるガイド部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
2. 請求項１記載の燃料電池スタックであって、前記ガイド部は、前記壁部の端面を鋭角状に形成した鋭角形状部により構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
3. 請求項２記載の燃料電池スタックであって、前記鋭角形状部には、前記壁部の内部に切り込んで凹部が形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
4. 請求項１記載の燃料電池スタックであって、前記ガイド部は、前記壁部を前記反応ガス導出開口部側に屈曲乃至湾曲させた返し部により構成されることを特徴とする燃料電池スタック。
5. 請求項１記載の燃料電池スタックであって、前記加湿器ジョイント部の内壁面と前記ガイド部との間に隙間が設けられていることを特徴とする燃料電池スタック。

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