JP7297805B2 - 燃料電池スタック - Google Patents
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Description
28a…電解質膜電極構造体 30、32…セパレータ
44a…冷却媒体供給連通孔 50…連通孔
68…冷却媒体流路 70…発電部冷却流路
80…バイパス流路 82…主供給流路
84…主供給流路群 86…周回流路
90…気泡排出流路 90a…第1経路
90b…第2経路 92a…第1合流部
92b…第2合流部 94…連通孔迂回部
Claims (8)
- 電解質膜電極構造体と、前記電解質膜電極構造体を挟持する一対のセパレータと、を備えた発電セルを複数積層してなる燃料電池スタックであって、
隣接する前記セパレータの膨出部分の間に形成される冷却媒体流路と、
前記冷却媒体流路に冷却媒体を供給する冷却媒体供給連通孔と、
前記冷却媒体流路の前記冷却媒体を排出する冷却媒体排出連通孔と、を有し、
前記冷却媒体流路は、
前記電解質膜電極構造体の発電部に重なる部分を含んだ発電部冷却流路と、
前記セパレータの外周部に設けられ前記セパレータと前記電解質膜電極構造体との間に形成される反応ガス流路を封止する流路シール部の膨出部分の間に形成され、前記セパレータの前記外周部に沿って周回するように延び、前記冷却媒体供給連通孔よりも重力方向の上側を通り、かつ、前記冷却媒体供給連通孔と前記発電部との間を通るバイパス流路と、
前記冷却媒体供給連通孔の前記発電部冷却流路への対向部分から前記バイパス流路を貫通して前記発電部冷却流路に向けて延び、前記冷却媒体供給連通孔と前記発電部冷却流路とを連通する主供給流路と、
前記冷却媒体供給連通孔の重力方向の上方から前記バイパス流路に向けて延びて前記バイパス流路に連通する気泡排出流路と、を有し、
前記燃料電池スタックは、前記発電セルの積層方向が水平を向く向きに配置され、
前記気泡排出流路は、前記冷却媒体供給連通孔の重力方向の上部と前記冷却媒体排出連通孔よりも重力方向の上側に位置する前記バイパス流路とを接続する、燃料電池スタック。 - 請求項1記載の燃料電池スタックであって、前記主供給流路は、複数本設けられて主供給流路群を構成し、
前記気泡排出流路と前記バイパス流路とが合流する第1合流部と、前記主供給流路群の上端の前記主供給流路と前記バイパス流路とが合流する第2合流部との距離は、前記主供給流路群に含まれる前記主供給流路の間隔よりも広い、燃料電池スタック。 - 請求項1又は2記載の燃料電池スタックであって、前記気泡排出流路は前記主供給流路の方向に対して重力方向の上方に向けて30°以上傾斜している、燃料電池スタック。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の燃料電池スタックであって、前記気泡排出流路は前記冷却媒体供給連通孔の重力方向の上方に隣接する連通孔に向かって延びる、燃料電池スタック。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の燃料電池スタックであって、
前記バイパス流路は、前記冷却媒体供給連通孔の重力方向の上方に隣接する連通孔を外側に迂回する連通孔迂回部を有し、
前記気泡排出流路は、前記連通孔迂回部において前記発電部冷却流路の前記冷却媒体の流動方向に逆行する逆行部分に接続されている、燃料電池スタック。 - 請求項5記載の燃料電池スタックであって、さらに、前記バイパス流路と前記冷却媒体供給連通孔との間に設けられ、前記冷却媒体供給連通孔を周回する連通孔シール部の膨出部分の間に形成された周回流路を有し、
前記気泡排出流路は、前記冷却媒体供給連通孔と前記周回流路とを繋ぐ第1経路と、前記周回流路と前記バイパス流路とを繋ぐ第2経路とを有し、前記第2経路は、前記第1経路よりも外側に配置されている、
燃料電池スタック。 - 請求項2記載の燃料電池スタックであって、前記主供給流路の断面積は、前記冷却媒体供給連通孔から前記主供給流路に向けた流体力よりも前記冷却媒体供給連通孔の内部の気泡の浮力が大きくなる流速を維持する範囲に制限されている、燃料電池スタック。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の燃料電池スタックであって、前記冷却媒体供給連通孔は、重力方向の上下方向に間隔を開けて複数設けられ、少なくとも最上部の前記冷却媒体供給連通孔に前記気泡排出流路が設けられている、燃料電池スタック。
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