(57)【要約】【課題】燃料ガス導入口の近くに配置される燃料電池セルの性能劣化を抑制することができる燃料電池を提供する。【解決手段】積層された複数の燃料電池セル１０３と、燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのインジェクタ１０６と、燃料電池セルから排出される燃料ガスを再度燃料電池セル１０３に供給するために燃料ガスを循環させる燃料ガス循環ポンプ１０５とを備え、複数の燃料電池セルには、燃料電池セルの積層方向Ｚに延びる燃料ガス供給流路１１０が形成され、インジェクタは、燃料ガス供給流路に向けて燃料ガスを噴射するとともに、該噴射方向が積層方向に沿って設定され、燃料ガス循環ポンプによって循環される燃料ガスとインジェクタによって供給される燃料ガスとの合流部１２７が、燃料電池セルよりも上流側で、かつ、インジェクタよりも下流側に設けられている。【選択図】図４
2020119850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された複数の燃料電池セルと、
前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのインジェクタと、
前記燃料電池セルから排出される燃料ガスを再度前記燃料電池セルに供給するために燃料ガスを循環させる燃料ガス循環ポンプと
を備え、
前記複数の燃料電池セルには、前記燃料電池セルの積層方向に延びる燃料ガス供給流路が形成され、
前記インジェクタは、前記燃料ガス供給流路に向けて燃料ガスを噴射するとともに、前記噴射の方向が前記積層方向に沿って設定され、
前記燃料ガス循環ポンプによって循環される燃料ガスと前記インジェクタによって供給される燃料ガスとの合流部が、前記燃料電池セルよりも上流側で、かつ、前記インジェクタよりも下流側に設けられている
燃料電池。
【請求項２】
前記積層方向の一方側に配置されたエンドプレートと、
前記積層方向において前記エンドプレートと前記燃料電池セルとの間に配置されたマニホールドと
をさらに備え、
前記マニホールドは、前記燃料ガス循環ポンプによって送り出される燃料ガスを前記積層方向と異なる方向に流すためのガス流路を有し、前記ガス流路の端部に前記合流部が設けられている
請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記マニホールドの前記ガス流路は、前記合流部の側が反対側よりも高くなるように斜めに形成されている
請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記積層方向の一方側に配置されたエンドプレートと、
前記インジェクタが搭載されるとともに、前記エンドプレートに取り付けられたインジェクタブロックと、
前記燃料ガス循環ポンプと前記インジェクタブロックとを接続するガス流路形成部と
をさらに備え、
前記合流部が前記インジェクタブロックの内部に設けられている
請求項１に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記インジェクタから前記合流部に至るまでのガス導入流路に、前記合流部に流れ込む液体にキャビテーションを発生させる縮径部が設けられている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、発電の一つの単位となる燃料電池セルを複数積層したスタック構造を有し、その積層方向の両端部にエンドプレートを備えている（たとえば、特許文献１を参照）。エンドプレートには、燃料ガスを導入するための燃料ガス導入口と、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出口と、酸化ガスを導入するための酸化ガス導入口と、酸化ガスを排出するための酸化ガス排出口とが設けられている。燃料ガス排出口から排出される燃料ガスには、燃料電池セルによる発電に使用されなかった燃料ガスが含まれる。そこで、燃料ガスを有効活用するために、燃料ガス排出口から排出される燃料ガスを燃料ガス循環ポンプで循環させるとともに、循環させた燃料ガスを、燃料タンクから供給される燃料ガスと共に燃料電池セルへ供給する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３８３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料ガス循環ポンプによって燃料ガスを循環させる場合は、その燃料ガスだけではなく、発電によって生じた液水（生成水）や、この液水に溶出した不純物であるカチオンコンタミも一緒に循環される。このような不純物を含む液水が燃料電池セルに供給されると、燃料電池セルが劣化する。また、燃料ガスを燃料ガス循環ポンプによって循環させると、燃料ガスと共に循環する液水が、燃料ガス導入口の近くに配置された燃料電池セルに集中的に供給される。このため、燃料ガス導入口の近くの燃料電池セルが他の燃料電池セルと比較して劣化が顕著に起こる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、燃料ガス導入口の近くに配置される燃料電池セルの顕著な劣化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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃料電池は、積層された複数の燃料電池セルと、燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのインジェクタと、燃料電池セルから排出される燃料ガスを再度燃料電池セルに供給するために燃料ガスを循環させる燃料ガス循環ポンプとを備え、複数の燃料電池セルには、燃料電池セルの積層方向に延びる燃料ガス供給流路が形成され、インジェクタは、燃料ガス供給流路に向けて燃料ガスを噴射するとともに、その噴射の方向が積層方向に沿って設定され、燃料ガス循環ポンプによって循環される燃料ガスとインジェクタによって供給される燃料ガスとの合流部が、燃料電池セルよりも上流側で、かつ、インジェクタよりも下流側に設けられている。
【０００７】
本発明に係る燃料電池は、積層方向の一方側に配置されたエンドプレートと、積層方向においてエンドプレートと燃料電池セルとの間に配置されたマニホールドとをさらに備え、マニホールドは、燃料ガス循環ポンプによって送り出される燃料ガスを積層方向と異なる方向に流すためのガス流路を有し、ガス流路の端部に合流部が設けられていてもよい。
【０００８】
本発明に係る燃料電池において、マニホールドのガス流路は、合流部の側が反対側よりも高くなるように斜めに形成されていてもよい。
【０００９】
本発明に係る燃料電池は、積層方向の一方側に配置されたエンドプレートと、インジェクタが搭載されるとともに、エンドプレートに取り付けられたインジェクタブロックと、燃料ガス循環ポンプとインジェクタブロックとを接続するガス流路形成部とをさらに備え、合流部がインジェクタブロックの内部に設けられているものである。
【００１０】
本発明に係る燃料電池において、インジェクタから合流部に至るまでのガス導入流路に、合流部に流れ込む液体にキャビテーションを発生させる縮径部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、燃料ガス導入口の近くに配置される燃料電池セルの顕著な劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１の燃料電池に用いられる燃料電池セルの構成を示す概略斜視図である。
【図３】図１の燃料電池に用いられるマニホールドの構造を示す概略正面図である。
【図４】図１の燃料電池においてインジェクタの取付状態を示す横断面図である。
【図５】図１の燃料電池の一部を示す横断面図である。
【図６】図１の燃料電池において燃料ガス循環ポンプの取付状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る燃料電池の要部を示す横断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る燃料電池の構成を示す概略斜視図である。
【図９】図８の燃料電池においてインジェクタの取付状態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、同一要素または同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池の構成を示す概略斜視図である。
図１に示すように、燃料電池１００は、固体高分子型燃料電池であって、第１のエンドプレート１０１と、第１のエンドプレート１０１に隣接して配置されるマニホールド１０２と、スタック構造を有する複数の燃料電池セル１０３と、第１のエンドプレート１０１と反対側の端部に配置される第２のエンドプレート１０４とを備えている。第１のエンドプレート１０１、マニホールド１０２、燃料電池セル１０３および第２のエンドプレート１０４は、それぞれ正面方向から見て長方形に形成されている。また、燃料電池１００は、燃料ガスを循環させるための燃料ガス循環ポンプ１０５と、燃料電池セル１０３に燃料ガスを供給するためのインジェクタ１０６と、インジェクタ１０６が搭載されるインジェクタブロック１０７とを備えている。
【００１５】
第１のエンドプレート１０１および第２のエンドプレート１０４は、燃料電池１００の両端に配置されている。また、第１のエンドプレート１０１および第２のエンドプレート１０４は、マニホールド１０２と複数の燃料電池セル１０３とを両側から挟むように配置されている。マニホールド１０２は、第１のエンドプレート１０１と燃料電池セル１０３との間に挟まれている。
【００１６】
各々の燃料電池セル１０３は、Ｚ方向（以下、「積層方向」ともいう。）に積層されている。燃料電池１００は、燃料電池セル１０３の積層方向Ｚが水平方向となる向きで車両等の移動体に搭載される。燃料電池１００は多数の燃料電池セル１０３を積層して構成される。燃料電池セル１０３の積層数は、燃料電池１００に要求される電圧または出力に応じて設定される。
【００１７】
燃料電池セル１０３は、発電の一つの単位となる単位燃料電池セルを構成するものである。燃料電池セル１０３は、図示はしないが、電解質膜の両面を２つのセパレータで挟んだ構造になっている。電解質膜の一方の面にはカソード電極が配置され、電解質膜の他方の面にはアノード電極が配置される。以降の説明では、燃料電池１００を移動体に搭載した状態を基準に鉛直方向をＹ方向と記載し、このＹ方向に直交する方向をＸ方向と記載する。この場合、Ｘ方向は燃料電池１００の幅方向に相当し、Ｙ方向は燃料電池１００の高さ方向に相当する。
【００１８】
燃料電池セル１０３には、図２に示すように、燃料ガス供給流路１１０と、燃料ガス排出流路１１２と、酸化ガス供給流路１１４と、酸化ガス排出流路１１６と、冷却媒体供給流路１１８と、冷却媒体排出流路１２０とが、それぞれ積層方向Ｚに貫通して設けられている。
【００１９】
燃料ガス供給流路１１０は、燃料電池セル１０３に対して燃料ガスを供給するためのガス流路となる。燃料ガス排出流路１１２は、燃料電池セル１０３から排出される燃料ガスを流すための流路となる。燃料ガスとしては、水素ガスが使用される。燃料ガスは、燃料ガス供給流路１１０を通して燃料電池セル１０３のアノード電極（図示せず）に供給される。
【００２０】
酸化ガス供給流路１１４は、燃料電池セル１０３に対して酸化ガスを供給するための流路となる。酸化ガス排出流路１１６は、燃料電池セル１０３から排出される酸化ガスを流すための流路となる。酸化ガスとしては、空気が使用される。酸化ガスは、酸化ガス供給流路１１４を通して燃料電池セル１０３のカソード電極（図示せず）に供給される。
【００２１】
冷却媒体供給流路１１８は、燃料電池セル１０３に対して冷却媒体を供給するための流路となる。冷却媒体排出流路１２０は、燃料電池セル１０３から排出される冷却媒体を流すための流路となる。冷却媒体としては、冷却水が使用される。
【００２２】
なお、図１では省略しているが、燃料電池１００には、図示しない絶縁のためのインシュレータプレートや発電した電力を取り出すためのターミナルプレートが設けられる場合がある。インシュレータプレートやターミナルプレートは、第１のエンドプレート１０１と燃料電池セル１０３との間、および、燃料電池セル１０３と第２のエンドプレート１０４との間に、それぞれ配置される。
【００２３】
燃料ガス循環ポンプ１０５は、燃料電池セル１０３から排出される燃料ガスを再度燃料電池セル１０３に供給するために燃料ガスを循環させるもので、第１のエンドプレート１０１の外面に取り付けられている。燃料ガス循環ポンプ１０５は、燃料電池１００において、燃料電池セル１０３による発電に使用されなかった燃料ガス（水素）、すなわちオフガスを圧送して循環させる。燃料ガス循環ポンプ１０５は、図示しない駆動用のポンプモータによって駆動される。
【００２４】
次に、図１の燃料電池に用いられるマニホールドの構造について、図３〜図６を用いて説明する。図３は、マニホールドの概略正面図であり、第１のエンドプレート１０１側からマニホールド１０２を見た場合を示している。また、図３においては、酸化ガスを流すためにマニホールド１０２に形成されるガス流路の表記を省略するとともに、燃料ガス循環ポンプ１０５の位置を二点鎖線で示している。なお、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ位置における燃料電池１００のＺ方向の断面を示している。また、図５は、図３のＶ−Ｉ位置における燃料電池１００のＺ方向の断面を示し、図６は、図３のＶＩ−ＶＩ位置における燃料電池１００のＺ方向の断面を示している。
【００２５】
マニホールド１０２は、樹脂によって構成されている。マニホールド１０２には、第１のガス流路１２５と第２のガス流路１２６とが形成されている。これらのガス流路１２５，１２６は、燃料電池セル１０３と対向するマニホールド１０２の一方の面に形成されている。各々のガス流路１２５，１２６は、マニホールド１０２の一方の面から所定の深さで形成されている。第１のガス流路１２５の一端部には、燃料電池セル１０３の燃料ガス供給流路１１０が連通して配置され、他端部には燃料ガス循環ポンプに接続する循環ガス排出流路１３５が連通して配置されている。一方、第２のガス流路１２６の一端部には、燃料電池セル１０３の燃料ガス排出流路１１２が連通して配置され、他端部には燃料ガス循環ポンプの導入流路１３６が連通して配置されている。
【００２６】
第１のガス流路１２５は、燃料ガス循環ポンプ１０５によって送り出される燃料ガスをマニホールド１０２の面方向、すなわち積層方向Ｚと直交する方向に流すための流路になっている。また、第１のガス流路１２５の端部には合流部１２７が設けられている。第１のガス流路１２５は、合流部１２７の側がその反対側（循環ガス導入流路１３５の側）よりも高くなるように斜めに傾斜した状態で形成されている。第２のガス流路１２６は、燃料電池セル１０３から排出される燃料ガスをマニホールド１０２の面方向、すなわち積層方向Ｚと直交する方向に流すための流路になっている。第２のガス流路１２６は、燃料ガス排出流路１１２の側がその反対側（循環ガス排出流路１３６の側）よりも低くなるように斜めに傾斜した状態で形成されている。
【００２７】
また、マニホールド１０２には、図４に示すように、燃料ガス送出流路１３０が形成されている。燃料ガス送出流路１３０、積層方向Ｚに沿って形成されている。燃料ガス送出流路１３０は合流部１２７に連通して形成されている。合流部１２７は、燃料ガス循環ポンプ１０５によって送り出される燃料ガスとインジェクタ１０６によって供給される燃料ガスとが合流する部分である。合流部１２７は、積層方向Ｚにおいて燃料電池セル１０３よりも上流側に設けられている。そして、第１のエンドプレート１０１、マニホールド１０２および燃料電池セル１０３をＺ方向に積層した状態では、燃料ガス送出流路１３０が第１のガス流路１２５を介して燃料ガス供給流路１１０に連通して配置される。また、第１のエンドプレート１０１には燃料ガス送出流路１２９が形成されている。燃料ガス送出流路１２９は、燃料ガス送出流路１３０に連通して配置される。
【００２８】
燃料ガス送出流路１２９、燃料ガス送出流路１３０および燃料ガス供給流路１１０は、積層方向Ｚに延びる一つのガス導入流路１２８を形成している。ガス導入流路１２８は、スタック構造をなす各々の燃料電池セル１０３に燃料ガスを導入するためのガス流路である。燃料ガス送出流路１２９および燃料ガス送出流路１３０は、インジェクタ１０６によって送り出される燃料ガスを流すための流路である。ガス導入流路１２８におけるガスの流れ方向において、燃料ガス送出流路１２９は燃料ガス送出流路１３０よりも上流側に配置され、燃料ガス供給流路１１０は燃料ガス送出流路１３０よりも下流側に配置されている。
また、マニホールド１０２には、図６に示すように、循環ガス導入流路１３５と、循環ガス排出流路１３６が形成されている。循環ガス導入流路１３５および循環ガス排出流路１３６は、それぞれ積層方向Ｚに沿って形成されている。循環ガス導入流路１３５は第１のガス流路１２５に連通して形成され、循環ガス排出流路１３６は第２のガス流路１２６に連通して形成されている。
【００２９】
循環ガス導入流路１３５は、燃料ガス循環ポンプ１０５から送り出されるガスを第１のガス流路１２５へと導入するためのガス流路となる。循環ガス導入流路１３５は、図６に示すように、第１のエンドプレート１０１の循環ガス供給流路１３７に連通するように形成されている。循環ガス供給流路１３７は、第１のエンドプレート１０１を積層方向Ｚに貫通するように形成されている。循環ガス供給流路１３７には、燃料ガス循環ポンプ１０５のガス吐出口（図示せず）が接続されている。
【００３０】
循環ガス排出流路１３６は、燃料ガス排出流路１１２から第２のガス流路１２６へと流れたガスを燃料ガス循環ポンプ１０５に向けて排出するためのガス流路となる。循環ガス排出流路１３６は、図６に示すように、第１のエンドプレート１０１の循環ガス取込流路１３８に連通するように形成されている。循環ガス取込流路１３８は、第１のエンドプレート１０１を積層方向Ｚに貫通するように形成されている。循環ガス取込流路１３８には、燃料ガス循環ポンプ１０５のガス取込口（図示せず）に接続されている。また、第１のエンドプレート１０１には、燃料ガス送出流路１２９、燃料ガス送出流路１３０および燃料ガス供給流路１１０に通じる燃料ガス導入口１３１（図４参照）が形成されている燃料ガス導入口１３１は、第１のエンドプレート１０１の外面に開口している。
【００３１】
インジェクタ１０６は、インジェクタブロック１０７に搭載されている。インジェクタブロック１０７は、インジェクタ取付用のブロックであって、第１のエンドプレート１０１の外面１０１ａに取り付けられている。インジェクタブロック１０７の内部には、燃料ガス導入口１３１を介して燃料ガス送出流路１２９に連通するガス流路１３２（図４参照）が形成されている。このガス流路１３２は、ガス導入流路１２８と同軸上に形成されている。
【００３２】
インジェクタ１０６は、図示しない燃料ガスタンクから送り込まれる燃料ガスを、燃料ガス送出流路１２９、燃料ガス送出流路１３０および燃料ガス供給流路１１０を通して、各々の燃料電池セル１０３に供給するものである。インジェクタ１０６には、図１のＰ方向から燃料ガスが送り込まれる。インジェクタ１０６は、電子制御式のインジェクタであって、微小時間のインジェクタバルブの開閉によって燃料ガスを噴射する。
【００３３】
インジェクタ１０６による燃料ガスの噴射方向は、積層方向Ｚに沿って設定されている。具体的には、インジェクタ１０６がインジェクタバルブの中心軸方向に燃料ガスを噴射する場合は、インジェクタバルブの中心軸が、燃料ガス送出流路１２９、燃料ガス送出流路１３０および燃料ガス供給流路１１０の各中心軸と平行かつ同軸に配置されるか、あるいはそれに近い状態で配置されるように、インジェクタ１０６がインジェクタブロック１０７に搭載されている。これにより、インジェクタ１０６によって噴射される燃料ガスは、燃料ガス送出流路１２９、燃料ガス送出流路１３０および燃料ガス供給流路１１０の各流路に沿って下流側へと送られる構成になっている。
【００３４】
続いて、本発明の第１実施形態に係る燃料電池の動作について説明する。
まず、図示しない燃料ガスタンクからインジェクタ１０６へと送り込まれた燃料ガスは、インジェクタ１０６によって噴射される。このとき、インジェクタ１０６は、燃料ガス供給流路１１０に向けて燃料ガスを噴射する。これにより、インジェクタ１０６によって噴射された燃料ガスは、ガス流路１３２、燃料ガス送出流路１２９および燃料ガス送出流路１３０を通して燃料ガス供給流路１１０に流れ込む。このため、各々の燃料電池セル１０３に燃料ガスが供給される。また、各々の燃料電池セル１０３には、燃料ガスの供給経路とは別経路で酸化ガスが供給される。こうして燃料電池セル１０３に燃料ガスと酸化ガスとが供給されると、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって燃料電池セル１０３が発電する。
【００３５】
そして、燃料電池セル１０３で発電に使用されなかったオフガス（燃料ガス）は、図５に矢印Ａで示すように、燃料ガス排出流路１１２から第２のガス流路１２６へと流れ込む。第２のガス流路１２６に流れ込んだオフガスは、図３に矢印Ｂで示すように、第２のガス流路１２６を低い側から高い側に向かって流れる。さらに、第２のガス流路１２６を流れたオフガスは、第２のガス流路１２６の高い側の端部に連通している循環ガス排出流路１３６へと流れ込む。循環ガス排出流路１３６に流れ込んだオフガスは、図６に矢印Ｃで示すように、循環ガス排出流路１３６から循環ガス取込流路１３８を通して燃料ガス循環ポンプ１０５に取り込まれる。
【００３６】
こうして燃料ガス循環ポンプ１０５に取り込まれたオフガスは、燃料ガス循環ポンプ１０５によって循環ガス供給流路１３７へと送り込まれる。循環ガス供給流路１３７に送り込まれたオフガスは、図６に矢印Ｄで示すように、循環ガス導入流路１３５を通して第１のガス流路１２５へと流れ込む。第１のガス流路１２５に流れ込んだオフガスは、図３の矢印Ｅで示すように、第１のガス流路１２５を低い側から高い側に向かって流れる。
【００３７】
ここで、燃料電池セル１０３の燃料ガス排出流路１１２から燃料ガスと共に液水が排出され、この液水に不純物が溶出している場合は、不純物を含む液水が燃料ガス循環ポンプ１０５により巻き上げられ、オフガスと共に合流部１２７へと流れ込むことが考えられる。そうした場合、合流部１２７へと流れ込んだ液水は、インジェクタ１０６によって噴射される燃料ガスの推進力を利用して、ガス導入流路１２８の奥側へと運ばれる。これにより、不純物を含む液水を、燃料電池セル１０３の積層方向Ｚに広く拡散させることができる。このため、燃料ガス導入口１３１の近くに配置される燃料電池セル１０３、特に、マニホールド１０２の隣に配置される燃料電池セル１０３に液水が集中的に供給されることがない。したがって、燃料ガス導入口１３１の近くに配置される燃料電池セル１０３の劣化が他の燃料電池セルよりも顕著に起こる現象を抑制することができる。
【００３８】
また、本第１実施形態においては、マニホールド１０２の第１のガス流路１２５が斜めに形成されている。このため、図３に示すように、たとえばマニホールド１０２内での結露によって発生した液水１３３が第１のガス流路１２５に存在していても、この液水１３３は第１のガス流路１２５の傾斜に従って低い側に戻される。このため、液水１３３が合流部１２７に達することを抑制することができる。
【００３９】
＜第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池の要部を示す横断面図である。
本発明の第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、インジェクタ１０６から合流部１２７に至るまでのガス導入流路１２８に縮径部１３９が設けられている点が異なる。縮径部１３９は、第１のエンドプレート１０１に形成された燃料ガス送出流路１２９の内径を、ガス導入流路１２８の上流側から下流側に向かって徐々に小さくすることにより形成されている。
【００４０】
縮径部１３９は、第１のガス流路１２５を通して合流部１２７に流れ込む液体にキャビテーションを発生させるためのものである。ここで記述するキャビテーションとは、ガス導入流路１２８の一部を細く絞ることによって高速のガス流を形成し、このガス流を、合流部１２７へと流れ込む液体に吹き付けることにより、液体の粒子が元のサイズよりも小さい複数の粒子に細分化される現象である。
【００４１】
本発明の第２実施形態においては、インジェクタ１０６によって噴射された燃料ガスが燃料ガス送出流路１２９の縮径部１３９を通過する際に高速化される。高速化された燃料ガスのガス流は、第１のガス流路１２５を通して合流部１２７に液水が流れ込んだときに、この液水に吹き付けられる。これにより、液水の粒子が細分化される。このため、積層方向Ｚに積層される複数の燃料電池セル１０３に対して、より広範囲に液水を拡散させることができる。また、各々の燃料電池セル１０３に対して、より均一に液水を拡散させることができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る燃料電池の構成を示す概略斜視図である。
図８に示すように、第１のエンドプレート１０１の外面には、燃料ガス循環ポンプ１０５とインジェクタブロック１０７とが取り付けられている。燃料ガス循環ポンプ１０５とインジェクタブロック１０７とは、ガス配管１４１によって接続されている。ガス配管１４１は、ガス流路形成部を構成するものである。ガス配管１４１の一端部は、燃料ガス循環ポンプ１０５のガス吐出口（図示せず）に接続されている。ガス配管１４１は、燃料ガス循環ポンプ１０５によって送り出される燃料ガスをインジェクタブロック１０７へと供給する配管である。
【００４３】
図９に示すように、インジェクタブロック１０７の内部には、ガス流路１３２ａとガス流路１３２ｂとが形成されている。ガス流路１３２ａは、燃料ガス導入口１３１を介して燃料ガス送出流路１２９に連通している。また、ガス流路１３２ａは、燃料ガス送出流路１２９、燃料ガス送出流路１３０および燃料ガス供給流路１１０と共に、一つのガス導入流路１２８を形成している。
【００４４】
一方、ガス流路１３２ｂにはガス配管１４１の端部が接続されている。ガス流路１３２ｂは、燃料ガス循環ポンプ１０５からガス配管１４１を通して供給される燃料ガスをガス流路１３２ａに向かって流すための流路である。ガス流路１３２ｂは、インジェクタブロック１０７の内部でガス流路１３２ａに接続されている。インジェクタブロック１０７の内部には、ガス流路１３２ａとガス流路１３２ｂとの接続部分に合流部１４５が設けられている。
【００４５】
本発明の第３実施形態においては、図示しない燃料ガスタンクからインジェクタ１０６へと送り込まれた燃料ガスが、インジェクタ１０６によって積層方向Ｚに噴射される。このとき、燃料ガスは、インジェクタ１０６の噴射による推進力を受けてインジェクタブロック１０７のガス流路１３２ａを勢い良く流れる。一方、燃料ガス循環ポンプ１０５に取り込まれたオフガスは、燃料ガス循環ポンプ１０５によってガス配管１４１へと送り込まれる。ガス配管１４１に送り込まれたオフガスは、インジェクタブロック１０７のガス流路１３２ｂを通して合流部１４５へと流れ込む。合流部１４５に流れ込んだオフガスは、インジェクタ１０６によって供給される燃料ガスと合流し、燃料ガスと共にガス導入流路１２８の下流側へと流れ込む。
【００４６】
その際、不純物を含む液水が燃料ガス循環ポンプ１０５により巻き上げられ、オフガスと共に合流部１４５へと流れ込むことが考えられる。そうした場合、合流部１４５へと流れ込んだ液水は、インジェクタ１０６によって噴射される燃料ガスの推進力を利用して、ガス導入流路１２８の奥側へと運ばれる。これにより、不純物を含む液水を、燃料電池セル１０３の積層方向Ｚに広く拡散させることができる。このため、第１のエンドプレート１０１の燃料ガス導入口１３１の近くに配置される燃料電池セル１０３の劣化が他の燃料電池セルよりも顕著に起こる現象を抑制することができる。
【００４７】
なお、本第３実施形態においては、燃料ガス循環ポンプ１０５によって送り出される燃料ガスを、ガス配管１４１およびガス流路１３２ｂを通して合流部１４５へと流し込む構成になっているため、マニホールド１０２に第１のガス流路１２５と循環ガス導入流路１３５とを設ける必要はない。
【００４８】
＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
【００４９】
たとえば、上記第２実施形態においては、燃料ガス送出流路１２９に縮径部１３９を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、燃料ガス送出流路１３０に縮径部１３９を設けてもよい。また、縮径部を有する構成は、第３実施形態にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  燃料電池、１０１  第１のエンドプレート（エンドプレート）、１０２  マニホールド、１０３  燃料電池セル、１０５  燃料ガス循環ポンプ、１０６  インジェクタ、１０７  インジェクタブロック、１１０  燃料ガス供給流路、１２５  第１のガス流路（ガス流路）、１２７，１４５  合流部、１２８  ガス導入流路、１３１  燃料ガス導入口、１４１  ガス配管（ガス流路形成部）、Ｚ  積層方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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