JP6164170B2 - Fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は、固体高分子形燃料電池に関する。 The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell.
固体高分子形燃料電池（以下、燃料電池と略称する。）は、多数のセルを積層することによって構成されている（例えば特許文献１参照）。１つのセルは、固体高分子膜からなる電解質膜を燃料極と空気極とによって挟むことにより形成された膜電極接合体と、同膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを備えている。 A polymer electrolyte fuel cell (hereinafter abbreviated as a fuel cell) is configured by stacking a large number of cells (see, for example, Patent Document 1). One cell includes a membrane electrode assembly formed by sandwiching an electrolyte membrane made of a solid polymer membrane between a fuel electrode and an air electrode, and a pair of separators sandwiching the membrane electrode assembly.
特許文献１に記載の燃料電池は、凹凸形状を有する溝流路プレートを一方のセパレータとして備えている。また、前記燃料電池は、溝流路プレートに隣接するフラットプレートと、同フラットプレートに対して溝流路プレートが接する面とは反対側の面に接する多孔体プレートとを他方のセパレータとして有している。 The fuel cell described in Patent Document 1 includes a groove channel plate having an uneven shape as one separator. The fuel cell has a flat plate adjacent to the groove flow path plate and a porous plate in contact with a surface opposite to the surface in contact with the flat plate on the opposite side of the groove flow path plate as the other separator. ing.
溝流路プレートにおける前記膜電極接合体に対向する面には、供給用マニホルド孔からの燃料ガスを同膜電極接合体に供給するとともに未反応の燃料ガスを排出用マニホルド孔へ排出するためのガス流路が形成されている。 A surface of the groove channel plate facing the membrane electrode assembly is used for supplying fuel gas from the supply manifold hole to the membrane electrode assembly and discharging unreacted fuel gas to the discharge manifold hole. A gas flow path is formed.
多孔体プレートには、供給用マニホルド孔からの酸化剤ガスを膜電極接合体に供給するとともに未反応の酸化剤ガスを排出用マニホルド孔へ排出するためのガス流路が形成されている。 The porous plate is provided with a gas flow path for supplying the oxidant gas from the supply manifold hole to the membrane electrode assembly and discharging the unreacted oxidant gas to the discharge manifold hole.
各ガス流路を通じて膜電極接合体に燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されると、燃料ガスと酸化剤ガスとの化学反応により発電が行なわれる。また、発電に伴って生成される水（以下、生成水と称する。）は、多孔体プレートの前記ガス流路を通じて排出用マニホルド孔へ排出される。 When fuel gas and oxidant gas are supplied to the membrane electrode assembly through each gas flow path, power generation is performed by a chemical reaction between the fuel gas and the oxidant gas. Further, water generated in conjunction with power generation (hereinafter referred to as generated water) is discharged to the discharge manifold hole through the gas flow path of the porous plate.
ところで、こうした従来の燃料電池においては、生成水がガス流路から排出用マニホルド孔へ排出されるときに、生成水の流れが同ガス流路から排出される酸化剤ガスによって分断されやすい。そのため、生成水の排出が滞ることでガス流路内に生成水が滞留しやすくなり、滞留する生成水によって反応ガスの圧力損失が増大するなどの問題が生じるおそれがある。 In such a conventional fuel cell, when the generated water is discharged from the gas flow path to the discharge manifold hole, the flow of the generated water is easily divided by the oxidant gas discharged from the gas flow path. Therefore, the generated water tends to stay in the gas flow path due to the stagnation of the generated water, and there may be a problem that the pressure loss of the reaction gas increases due to the staying generated water.
なお、燃料電池においては、通常、燃料ガスが加湿されていることから、燃料ガスが流通するガス流路には水蒸気が凝縮することにより水が生じることがある。そのため、多孔体プレートのガス流路に燃料ガスを流通させる構成においても、凝縮水がガス流路から排出用マニホルド孔へ排出される際に前述した問題が同様にして生じるおそれがある。 In the fuel cell, since the fuel gas is usually humidified, water may be generated by condensing water vapor in the gas flow path through which the fuel gas flows. Therefore, even in the configuration in which the fuel gas is circulated through the gas flow path of the porous plate, the above-described problem may occur in the same manner when the condensed water is discharged from the gas flow path to the discharge manifold hole.
本発明の目的は、ガス流路内での水の滞留を抑制することができる燃料電池を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuel cell capable of suppressing the retention of water in a gas flow path.
上記目的を達成するための燃料電池は、膜電極接合体と同膜電極接合体を挟む一対のセパレータとを備えるセルを積層することにより形成された燃料電池において、前記一対のセパレータには、供給用マニホルド孔からの反応ガスを前記膜電極接合体に供給するとともに未反応の反応ガスを排出用マニホルド孔へ排出するガス流路がそれぞれ形成され、前記排出用マニホルド孔内には、同排出用マニホルド孔内を第１流路と同第１流路よりも流路断面積が大きく且つ同第１流路を挟んで前記ガス流路とは反対側に位置する第２流路とに仕切る仕切壁が形成され、前記一対のセパレータの少なくとも一方には、同セパレータの前記ガス流路と前記第１流路とを連通する連通孔が形成されている。 A fuel cell for achieving the above object is a fuel cell formed by laminating a cell comprising a membrane electrode assembly and a pair of separators sandwiching the membrane electrode assembly. A gas flow path for supplying reaction gas from the manifold hole to the membrane electrode assembly and discharging unreacted reaction gas to the discharge manifold hole is formed, and the discharge manifold hole has the same A partition that divides the inside of the manifold hole into a first channel and a second channel that has a larger channel cross-sectional area than the first channel and is located on the opposite side of the gas channel across the first channel. A wall is formed, and at least one of the pair of separators is formed with a communication hole that communicates the gas flow path and the first flow path of the separator.
こうした構成によれば、セパレータのガス流路内の水は同セパレータを伝って排出用マニホルド孔に向けて移動し、毛管現象により連通孔を通じて第１流路に流入する。一方、ガス流路内の反応ガスは、排出用マニホルド孔に流入する際に、第１流路よりも流路断面積が大きく圧力損失の小さい第２流路に流入しやすくなる。このように、排出用マニホルド孔内において水と反応ガスとが分離された状態が維持されやすくなり、ガス流路から第１流路にわたって水が繋がった状態が維持されやすくなる。このため、水の排出が促進されるようになる。従って、ガス流路内での水の滞留を抑制することができる。 According to such a configuration, the water in the gas flow path of the separator moves toward the discharge manifold hole through the separator, and flows into the first flow path through the communication hole by capillary action. On the other hand, when the reaction gas in the gas flow channel flows into the discharge manifold hole, it easily flows into the second flow channel having a larger cross-sectional area than the first flow channel and having a small pressure loss. Thus, the state where water and the reactive gas are separated in the discharge manifold hole is easily maintained, and the state where water is connected from the gas flow path to the first flow path is easily maintained. For this reason, discharge of water comes to be promoted. Therefore, the retention of water in the gas channel can be suppressed.
本発明によれば、ガス流路内での水の滞留を抑制することができる。 According to the present invention, retention of water in the gas channel can be suppressed.
以下、図１〜図５を参照して、一実施形態について説明する。なお、図１及び図２におけるセル１０の上下方向を単に上下方向とし、図１及び図２における左右方向を単に左右方向として説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS. The vertical direction of the cell 10 in FIGS. 1 and 2 is simply referred to as the vertical direction, and the horizontal direction in FIGS. 1 and 2 is simply referred to as the horizontal direction.
図１〜図３に示すように、固体高分子形燃料電池は、多数のセル１０を積層することによって構成されている。
図２及び図３に示すように、セル１０は、フラットプレート６０と、第２樹脂フレーム４０によって周縁を囲まれるとともにフラットプレート６０に隣接して設けられる多孔体プレート５０とを備えている。また、セル１０は、第１樹脂フレーム２０によって周縁を囲まれるとともに多孔体プレート５０に隣接して設けられる膜電極接合体３０と、同膜電極接合体３０に隣接して設けられ、凹凸形状を有する溝流路プレート７０とを備えている。膜電極接合体３０は、固体高分子膜からなる電解質膜を燃料極と空気極とによって挟むことにより形成されている。フラットプレート６０、溝流路プレート７０、及び多孔体プレート５０は、金属板材をプレス加工することによりそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the polymer electrolyte fuel cell is configured by stacking a large number of cells 10.
As shown in FIGS. 2 and 3, the cell 10 includes a flat plate 60 and a porous plate 50 that is surrounded by the second resin frame 40 and is provided adjacent to the flat plate 60. The cell 10 is surrounded by the first resin frame 20 and has a membrane electrode assembly 30 provided adjacent to the porous plate 50 and adjacent to the membrane electrode assembly 30. And a groove channel plate 70 having the same. The membrane electrode assembly 30 is formed by sandwiching an electrolyte membrane made of a solid polymer membrane between a fuel electrode and an air electrode. The flat plate 60, the groove channel plate 70, and the porous plate 50 are each formed by pressing a metal plate material.
図１に示すように、セル１０の左上側周縁部には、同セル１０の中央部に位置する膜電極接合体３０に向けて燃料ガス（例えば水素ガス）を供給するための燃料ガス供給用マニホルド孔１１が形成されている。また、セル１０の右下側周縁部には、同セル１０の中央部からの未反応の燃料ガスを排出するための燃料ガス排出用マニホルド孔１２が形成されている。 As shown in FIG. 1, the fuel gas supply for supplying fuel gas (for example, hydrogen gas) toward the membrane electrode assembly 30 located in the center part of the cell 10 is provided on the left upper peripheral portion of the cell 10. A manifold hole 11 is formed. Further, a fuel gas discharge manifold hole 12 for discharging unreacted fuel gas from the central portion of the cell 10 is formed in the lower right peripheral edge of the cell 10.
セル１０の下側周縁部には、前記膜電極接合体３０に向けて酸化剤ガス（例えば空気）を供給するための酸化剤ガス供給用マニホルド孔１３が形成されている。また、セル１０の上側周縁部には、同セル１０の中央部からの未反応の酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４が形成されている。 An oxidant gas supply manifold hole 13 for supplying an oxidant gas (for example, air) toward the membrane electrode assembly 30 is formed at the lower peripheral edge of the cell 10. An oxidant gas discharge manifold hole 14 for discharging unreacted oxidant gas from the central part of the cell 10 is formed in the upper peripheral edge of the cell 10.
セル１０の左下側周縁部には、同セル１０の中央部に向けて冷却水を供給するための冷却水供給用マニホルド孔１５が形成されている。また、セル１０の右上側周縁部には、同セル１０の中央部からの冷却水を排出するための冷却水排出用マニホルド孔１６が形成されている。 A cooling water supply manifold hole 15 for supplying cooling water toward the central portion of the cell 10 is formed in the lower left side periphery of the cell 10. Further, a cooling water discharge manifold hole 16 for discharging cooling water from the central portion of the cell 10 is formed in the upper right side periphery of the cell 10.
図１及び図２に併せ示すように、燃料ガス給排用のマニホルド孔１１，１２は、フラットプレート６０の周縁部に形成された孔６１，６２、第２樹脂フレーム４０の周縁部に形成された孔４１，４２、第１樹脂フレーム２０の周縁部に形成された孔２１，２２、及び溝流路プレート７０の周縁部に形成された孔７１，７２によって構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the manifold holes 11 and 12 for supplying and discharging the fuel gas are formed in the holes 61 and 62 formed in the peripheral portion of the flat plate 60 and in the peripheral portion of the second resin frame 40. Holes 41 and 42, holes 21 and 22 formed at the peripheral edge of the first resin frame 20, and holes 71 and 72 formed at the peripheral edge of the groove channel plate 70.
酸化剤ガス給排用のマニホルド孔１３，１４は、フラットプレート６０の周縁部に形成された孔６３，６４、第２樹脂フレーム４０の周縁部に形成された孔４３，４４、第１樹脂フレーム２０の周縁部に形成された孔２３，２４、及び溝流路プレート７０の周縁部に形成された孔７３，７４によって構成されている。第２樹脂フレーム４０の前記孔４３，４４は、多孔体プレート５０を囲む中央孔４９と繋がっている。また、第１樹脂フレーム２０の前記孔２３，４４は、膜電極接合体３０を囲む中央孔２９と繋がっていない。 The manifold holes 13 and 14 for supplying and discharging the oxidant gas include holes 63 and 64 formed at the peripheral edge of the flat plate 60, holes 43 and 44 formed at the peripheral edge of the second resin frame 40, and the first resin frame. 20, holes 23 and 24 formed in the peripheral edge portion, and holes 73 and 74 formed in the peripheral edge portion of the groove channel plate 70. The holes 43 and 44 of the second resin frame 40 are connected to a central hole 49 surrounding the porous plate 50. Further, the holes 23 and 44 of the first resin frame 20 are not connected to the central hole 29 surrounding the membrane electrode assembly 30.
冷却水給排用のマニホルド孔１５，１６は、フラットプレート６０の周縁部に形成された孔６５，６６、第２樹脂フレーム４０の周縁部に形成された孔４５，４６、第１樹脂フレーム２０の周縁部に形成された孔２５，２６、及び溝流路プレート７０の周縁部に形成された孔７５，７６によって構成されている。 The manifold holes 15 and 16 for supplying and discharging the cooling water are holes 65 and 66 formed at the peripheral edge of the flat plate 60, holes 45 and 46 formed at the peripheral edge of the second resin frame 40, and the first resin frame 20. Are formed by the holes 25 and 26 formed in the peripheral edge portion and the holes 75 and 76 formed in the peripheral edge portion of the groove flow path plate 70.
図１〜図３に示すように、溝流路プレート７０における膜電極接合体３０に対向する面の中央部には、燃料ガスが流通する溝状のガス流路７７が形成されている。このガス流路７７は、燃料ガス給排用のマニホルド孔１１，１２に連通している。 As shown in FIGS. 1 to 3, a groove-like gas passage 77 through which fuel gas flows is formed at the center of the surface of the groove passage plate 70 facing the membrane electrode assembly 30. The gas passage 77 communicates with the manifold holes 11 and 12 for supplying and discharging the fuel gas.
溝流路プレート７０におけるフラットプレート６０に対向する面の中央部には、冷却水が流通する冷却水流路７８が形成されている。この冷却水流路７８は、冷却水給排用のマニホルド孔１５，１６に連通するとともに、互いに隣接するガス流路７７の間に位置している。 A cooling water channel 78 through which cooling water flows is formed at the center of the surface of the groove channel plate 70 facing the flat plate 60. The cooling water flow path 78 communicates with the manifold holes 15 and 16 for supplying and discharging the cooling water and is positioned between the gas flow paths 77 adjacent to each other.
多孔体プレート５０には、酸化剤ガスが流通するガス流路５７が形成されている。このガス流路５７においては、膜電極接合体３０での発電に伴って生成される水（以下、生成水と称する。）も流通する。 In the porous plate 50, a gas flow path 57 through which the oxidant gas flows is formed. In the gas flow path 57, water generated along with power generation in the membrane electrode assembly 30 (hereinafter referred to as generated water) also flows.
図３及び図４に示すように、フラットプレート６０は、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４を形成する孔６４の下側縁部から上方、すなわち同孔６４の内側に向けて延びる延設部６７を有している。なお、図４では、フラットプレート６０のみが図示されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the flat plate 60 has an extending portion 67 that extends upward from the lower edge of the hole 64 that forms the oxidant gas discharge manifold hole 14, that is, toward the inside of the hole 64. have. In FIG. 4, only the flat plate 60 is shown.
図４に示すように、延設部６７の先端部６９は基端部６８よりも幅が広くされており、同基端部６８との境界において屈曲されて酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４の下流側に向けて延びており、隣接する他のセル１０の第２樹脂フレーム４０の孔４４の内側まで達している。この先端部６９は、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４内を、第１流路９１と、第１流路９１の上側、すなわち第１流路９１を挟んでガス流路５７とは反対側に位置する第２流路９２とに仕切る仕切壁として機能する。また、第１流路９１の流路断面積は第２流路９２の流路断面積よりも小さくされている。 As shown in FIG. 4, the distal end portion 69 of the extending portion 67 is wider than the proximal end portion 68, and is bent at the boundary with the proximal end portion 68 to form the oxidant gas discharge manifold hole 14. It extends toward the downstream side and reaches the inside of the hole 44 of the second resin frame 40 of another adjacent cell 10. The leading end 69 is disposed in the oxidant gas discharge manifold hole 14 on the first flow path 91 and on the upper side of the first flow path 91, that is, on the opposite side of the first flow path 91 from the gas flow path 57. It functions as a partition wall that partitions into the second flow path 92 that is positioned. Further, the channel cross-sectional area of the first channel 91 is made smaller than the channel cross-sectional area of the second channel 92.
延設部６７の基端部６８には、ガス流路５７と第１流路９１とを連通する第１連通孔８１が幅方向に沿って複数形成されている。また、延設部６７の先端部６９には、第２連通孔が幅方向に沿って複数形成されている。 A plurality of first communication holes 81 that communicate the gas flow channel 57 and the first flow channel 91 are formed in the base end portion 68 of the extending portion 67 along the width direction. In addition, a plurality of second communication holes are formed in the distal end portion 69 of the extending portion 67 along the width direction.
次に、フラットプレート６０の製造方法について説明する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、まず、金属板材に対して打ち抜き加工を行なうことにより、各孔６１〜６６を有するフラットプレート６０が形成される。またこのとき、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４を構成する孔６４の下側縁部に延設部６７が形成される。
Next, a method for manufacturing the flat plate 60 will be described.
As shown in FIGS. 5A and 5B, first, a flat plate 60 having holes 61 to 66 is formed by punching a metal plate material. Further, at this time, an extending portion 67 is formed at the lower edge of the hole 64 constituting the oxidant gas discharge manifold hole 14.
次に、図５（ｂ）に示すように、延設部６７の基端部６８と先端部６９との境界から同先端部６９を折り曲げることにより、図３及び図４に示すフラットプレート６０が形成される。 Next, as shown in FIG. 5B, the flat plate 60 shown in FIGS. 3 and 4 is formed by bending the distal end portion 69 from the boundary between the base end portion 68 and the distal end portion 69 of the extending portion 67. It is formed.
次に、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、多孔体プレート５０のガス流路５７内の生成水は、フラットプレート６０を伝って酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４に向けて移動し、毛管現象によりフラットプレート６０の第１連通孔８１を通じて第１流路９１に流入する。一方、ガス流路５７内の酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４に流入する際に、第１流路９１よりも流路断面積が大きく圧力損失の小さい第２流路９２に流入しやすくなる。このように、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４内において生成水と酸化剤ガスとが分離された状態が維持されやすくなり、ガス流路５７から第１流路９１にわたって生成水が繋がった状態が維持されやすくなる。このため、生成水の排出が促進されるようになる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, the generated water in the gas flow path 57 of the porous plate 50 travels along the flat plate 60 toward the oxidant gas discharge manifold hole 14, and the flat plate 60 has a first flow due to capillary action. It flows into the first flow path 91 through the one communication hole 81. On the other hand, when the oxidant gas in the gas flow channel 57 flows into the oxidant gas discharge manifold hole 14, the oxidant gas flows into the second flow channel 92 having a larger cross-sectional area than that of the first flow channel 91 and less pressure loss. It becomes easy to flow in. In this way, the state in which the generated water and the oxidant gas are separated from each other in the oxidant gas discharge manifold hole 14 is easily maintained, and the state in which the generated water is connected from the gas flow path 57 to the first flow path 91 is facilitated. It becomes easy to be maintained. For this reason, discharge of produced water comes to be promoted.
また、生成水の一部が第２流路９２に流入し、延設部６７の先端部６９の第２流路９２側の面に付着することがあるが、こうして付着した水は毛管現象により第１流路９１に引き込まれる。 In addition, a part of the generated water flows into the second flow path 92 and may adhere to the surface on the second flow path 92 side of the tip portion 69 of the extending portion 67. The water thus attached is caused by capillary action. It is drawn into the first flow path 91.
以上説明した本実施形態に係る燃料電池によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４内には、同マニホルド孔１４内を第１流路９１と同第１流路９１よりも流路断面積が大きく且つ同第１流路９１を挟んでガス流路５７とは反対側に位置する第２流路９２とに仕切る仕切壁としての延設部６７の先端部６９が形成されている。フラットプレート６０には、ガス流路５７と第１流路９１とを連通する第１連通孔８１が形成されている。
According to the fuel cell according to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Within the manifold hole 14 for discharging the oxidant gas, the cross-sectional area of the manifold hole 14 is larger than that of the first flow path 91 and the first flow path 91, and the first flow path 91 is sandwiched therebetween. Thus, a distal end portion 69 of the extending portion 67 is formed as a partition wall that partitions the second flow channel 92 located on the opposite side of the gas flow channel 57. The flat plate 60 is formed with a first communication hole 81 that allows the gas flow path 57 and the first flow path 91 to communicate with each other.
こうした構成によれば、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４内において生成水と酸化剤ガスとが分離された状態が維持されやすくなり、ガス流路５７から第１流路９１にわたって生成水が繋がった状態が維持されやすくなる。このため、生成水の排出が促進されるようになる。従って、ガス流路５７内での生成水の滞留を抑制することができ、ガス流路５７内での酸化剤ガスの流れが円滑となる。よって、酸化剤ガスの圧力損失を低減することができるとともに酸化剤ガスの拡散性能を高めることができ、ひいては燃料電池の発電効率を高めることができる。 According to such a configuration, it becomes easy to maintain the state in which the generated water and the oxidant gas are separated in the oxidant gas discharge manifold hole 14, and the generated water is connected from the gas flow path 57 to the first flow path 91. The state is easily maintained. For this reason, discharge of produced water comes to be promoted. Therefore, stagnation of generated water in the gas flow path 57 can be suppressed, and the flow of the oxidant gas in the gas flow path 57 becomes smooth. Therefore, the pressure loss of the oxidant gas can be reduced, the diffusion performance of the oxidant gas can be increased, and the power generation efficiency of the fuel cell can be increased.
（２）フラットプレート６０は、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４を形成する孔６４の縁部から同孔６４の内側に向けて延びる延設部６７を有し、延設部６７の先端部６９が屈曲されて酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４の下流側に向けて延びており、延設部６７の先端部６９が前記仕切壁として機能する。このように仕切壁としての延設部６７がフラットプレート６０と一体形成されているため、打ち抜き加工及び曲げ加工によって延設部６７を容易に形成することができる。 (2) The flat plate 60 has an extending portion 67 extending from the edge of the hole 64 forming the oxidant gas discharge manifold hole 14 toward the inside of the hole 64, and a distal end portion 69 of the extending portion 67. Is bent and extends toward the downstream side of the oxidant gas discharge manifold hole 14, and the tip 69 of the extending portion 67 functions as the partition wall. Thus, since the extending part 67 as a partition wall is integrally formed with the flat plate 60, the extending part 67 can be easily formed by punching and bending.
（３）第１連通孔８１が延設部６７の基端部６８に形成されているため、フラットプレート６０を伝って酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４に向けて移動してきた生成水を第１連通孔８１から直接、第１流路９１に流入させることができる。 (3) Since the first communication hole 81 is formed in the base end portion 68 of the extending portion 67, the generated water that has moved toward the oxidant gas discharge manifold hole 14 through the flat plate 60 is the first. It is possible to directly flow into the first flow path 91 from the communication hole 81.
（４）延設部６７の先端部６９には第２連通孔８２が形成されているため、先端部６９の第２流路９２側の面に付着した水を毛管現象により第１流路９１に引き込むことができ、第２流路９２に流入した生成水を回収することができる。 (4) Since the second communication hole 82 is formed in the distal end portion 69 of the extending portion 67, the water attached to the surface of the distal end portion 69 on the second flow path 92 side causes the first flow path 91 to flow due to capillary action. The generated water that has flowed into the second flow path 92 can be recovered.
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・延設部６７の先端部６９の幅を基端部６８の幅と同一にすることもできる。また、先端部６９の幅を基端部６８の幅よりも狭くすることもできる。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
-The width | variety of the front-end | tip part 69 of the extension part 67 can also be made the same as the width | variety of the base end part 68. FIG. Further, the width of the distal end portion 69 can be narrower than the width of the proximal end portion 68.
・図６に示すように、第２樹脂フレーム１４０によって多孔体プレート１５０の周縁を囲むとともに、上記実施形態において例示した孔４４を省略することもできる。すなわち、第２樹脂フレーム１４０における酸化剤ガス排出用マニホルド孔に対応する部分の全部或いは一部に多孔体プレート１５０が存在するものであってもよい。なお、同図においては、上記実施形態の構成と同一の構成には同一の符号を付し、上記実施形態の構成に対応する構成には「１００」を加算した符号を付すことにより、重複する説明を省略している。 As shown in FIG. 6, the second resin frame 140 surrounds the periphery of the porous plate 150, and the holes 44 exemplified in the above embodiment can be omitted. That is, the porous plate 150 may be present in all or a part of the second resin frame 140 corresponding to the oxidant gas discharge manifold hole. In the figure, the same components as those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the components corresponding to the components of the above embodiment are duplicated by adding a symbol added with “100”. The explanation is omitted.
・フラットプレート６０における多孔体プレート５０に対向する部位に第１連通孔８１を形成することもできる。すなわち、第１連通孔は酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４の内部に位置しないものであってもよい。 -The 1st communicating hole 81 can also be formed in the site | part facing the porous body plate 50 in the flat plate 60. FIG. That is, the first communication hole may not be located inside the oxidant gas discharge manifold hole 14.
・第２連通孔８２を省略することもできる。
・セル１０を斜めに傾けた状態で燃料電池を使用することもできる。また、酸化剤ガス排出用マニホルド孔１４と酸化剤ガス供給用マニホルド孔１３との上下方向における位置を同じにて燃料電池を使用することもできる。
-The 2nd communicating hole 82 is also omissible.
-A fuel cell can also be used in the state which inclined the cell 10 diagonally. Alternatively, the fuel cell can be used with the oxidant gas discharge manifold hole 14 and the oxidant gas supply manifold hole 13 in the same vertical position.
・第１樹脂フレームの一部として仕切壁を形成することもできる。すなわち、フラットプレートとは別部材によって仕切壁を形成することもできる。
・燃料ガスが流通するガス流路として多孔体プレートを採用することもできる。この場合、上記実施形態において例示した構成やその変形例の構成を同多孔体プレートに隣接するフラットプレートに適用すればよい。
-A partition wall can also be formed as a part of 1st resin frame. That is, the partition wall can be formed by a member different from the flat plate.
A porous plate can be adopted as a gas flow path through which the fuel gas flows. In this case, what is necessary is just to apply the structure illustrated in the said embodiment and the structure of the modification to the flat plate adjacent to the porous body plate.
１０…セル、１１…燃料ガス供給用マニホルド孔、１２…燃料ガス排出用マニホルド孔、１３…酸化剤ガス供給用マニホルド孔、１４…酸化剤ガス排出用マニホルド孔、１５…冷却水供給用マニホルド孔、１６…冷却水排出用マニホルド孔、２０…第１樹脂フレーム、２１〜２６…孔、２９…中央孔、３０…膜電極接合体、４０…第２樹脂フレーム、４１〜４６…孔、４９…中央孔、５０…多孔体プレート（一方のセパレータ）、５１〜５６…孔、５７…ガス流路、６０…フラットプレート（一方のセパレータ）、６１〜６６…孔、６７…延設部、６８…基端部、６９…先端部（仕切壁）、７０…溝流路プレート（他方のセパレータ）、７１〜７６…孔、７７…ガス流路、７８…冷却水流路、８１…第１連通孔、８２…第２連通孔、９１…第１流路、９２…第２流路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cell, 11 ... Fuel gas supply manifold hole, 12 ... Fuel gas discharge manifold hole, 13 ... Oxidant gas supply manifold hole, 14 ... Oxidant gas discharge manifold hole, 15 ... Cooling water supply manifold hole 16 ... Manifold hole for cooling water discharge, 20 ... First resin frame, 21-26 ... Hole, 29 ... Center hole, 30 ... Membrane electrode assembly, 40 ... Second resin frame, 41-46 ... Hole, 49 ... Central hole, 50 ... porous plate (one separator), 51-56 ... hole, 57 ... gas flow path, 60 ... flat plate (one separator), 61-66 ... hole, 67 ... extension part, 68 ... Base end portion, 69 ... distal end portion (partition wall), 70 ... groove flow path plate (the other separator), 71 to 76 ... holes, 77 ... gas flow path, 78 ... cooling water flow path, 81 ... first communication hole, 82 ... second communication hole, 91 ... first The flow path, 92 ... second flow path.
Claims (6)
前記一対のセパレータには、供給用マニホルド孔からの反応ガスを前記膜電極接合体に供給するとともに未反応の反応ガスを排出用マニホルド孔へ排出するガス流路がそれぞれ形成され、
前記排出用マニホルド孔内には、同排出用マニホルド孔内を第１流路と同第１流路よりも流路断面積が大きく且つ同第１流路を挟んで前記ガス流路とは反対側に位置する第２流路とに仕切る仕切壁が形成され、
前記一対のセパレータの少なくとも一方には、同セパレータの前記ガス流路と前記第１流路とを連通する連通孔が形成されている、
燃料電池。 In a fuel cell formed by laminating a cell comprising a membrane electrode assembly and a pair of separators sandwiching the membrane electrode assembly,
Each of the pair of separators is formed with a gas flow path for supplying the reaction gas from the supply manifold hole to the membrane electrode assembly and discharging the unreacted reaction gas to the discharge manifold hole.
In the exhaust manifold hole, the cross-sectional area of the exhaust manifold hole is larger than that of the first flow path and the first flow path, and is opposite to the gas flow path with the first flow path interposed therebetween. A partition wall is formed to partition the second flow path located on the side;
At least one of the pair of separators is formed with a communication hole that communicates the gas flow path and the first flow path of the separator.
Fuel cell.
前記連通孔は、前記フラットプレートに形成されている、
請求項１に記載の燃料電池。 The one separator is a flat plate adjacent to the other separator, and a porous plate in contact with a surface opposite to the surface where the other separator contacts the flat plate, and the gas flow path is formed. Have
The communication hole is formed in the flat plate,
The fuel cell according to claim 1.
請求項２に記載の燃料電池。 The partition wall is integrally formed with the flat plate,
The fuel cell according to claim 2.
前記延設部の先端部が屈曲されて同排出用マニホルド孔の下流側に向けて延びており、
前記延設部の先端部が前記仕切壁とされている、
請求項３に記載の燃料電池。 The flat plate has an extending portion extending from the edge of the hole forming the discharge manifold hole toward the inside of the hole,
The distal end of the extended portion is bent and extends toward the downstream side of the discharge manifold hole,
The distal end portion of the extending portion is the partition wall,
The fuel cell according to claim 3.
請求項４に記載の燃料電池。 The communication hole is formed at a proximal end portion of the extending portion,
The fuel cell according to claim 4.
前記仕切壁には第２連通孔が形成されている、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の燃料電池。 When the communication hole is a first communication hole,
A second communication hole is formed in the partition wall.
The fuel cell according to any one of claims 1 to 5.
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