(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池が発電を停止した後に、燃料電池に近接して取り付けられたバルブに液水が侵入して、バルブ内で液水が凍結することを抑える燃料電池、燃料電池搭載装置、及び燃料電池の製造方法の提供。【解決手段】燃料電池は、単セル１１が積層された積層体１０５とエンドプレートユニット１２５とを備え、積層方向に貫通して反応ガスが流れるガスマニホールド１４０を有する燃料電池スタック１０１と、エンドプレートユニットとガス配管３２との間に設けられ、ガスマニホールドとガス配管とを連通させるバルブ内流路１３４と弁体１３５とを有するバルブ３４と、を備える。ガスマニホールドは、積層体マニホールド１０６とエンドプレートユニット流路１２６とを備える。マニホールド底部が水平となるように燃料電池スタックを配置したときに、マニホールド底部よりも、エンドプレートユニット流路におけるバルブ側の開口の底部の方が上方に配置されている。【選択図】図３
2020077508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池であって、
複数の単セルが積層された積層体と、前記積層体の端部に配置されたエンドプレートを含むエンドプレートユニットと、を備え、前記積層体と前記エンドプレートユニットとを積層方向に貫通して反応ガスが流れるガスマニホールドを有する燃料電池スタックと、
前記エンドプレートユニットと、前記燃料電池に対して前記反応ガスを供給または排出するガス配管と、の間に設けられ、前記ガスマニホールドと前記ガス配管とを連通させるバルブ内流路と弁体とを有するバルブと、
を備え、
前記ガスマニホールドは、前記積層体を積層方向に貫通する積層体マニホールドと、前記エンドプレートユニットを貫通するエンドプレートユニット流路と、を備え、
前記積層体マニホールドにおいて前記積層方向に延びる底部であるマニホールド底部が水平となるように前記燃料電池スタックを配置したときに、前記マニホールド底部よりも、前記エンドプレートユニット流路における前記バルブ側の開口の底部の方が、上方に配置されている
燃料電池。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記マニホールド底部が水平となるように前記燃料電池スタックを配置したときに、前記エンドプレートユニット流路において、前記マニホールド底部よりも下方に配置される第１下部が存在する
燃料電池。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池であって、
前記エンドプレートユニットは、前記エンドプレートに加えて、前記エンドプレートと前記バルブとの間を接続し、前記エンドプレートユニット流路の一部が形成されるアダプタを備え、
前記第１下部は、前記エンドプレートと前記アダプタとの境界における前記エンドプレートユニット流路の底部を含む
燃料電池。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池であって、
前記エンドプレートユニットは、前記エンドプレートユニット流路を形成するために前記エンドプレートに設けられた貫通孔の内壁面上に、前記エンドプレートユニット流路の内壁面を構成する樹脂層を備え、
前記樹脂層の内径は、前記積層体側の端部から前記アダプタ側の端部に向かって次第に拡径している
燃料電池。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記マニホールド底部が水平となるように前記燃料電池スタックを配置したときに、前記ガスマニホールドにおいて、前記マニホールド底部が最も低い位置に存在する
燃料電池。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池であって、
前記エンドプレートユニットは、前記エンドプレートユニット流路を形成するために前記エンドプレートに設けられた貫通孔の内壁面上に、前記エンドプレートユニット流路の内壁面を構成する樹脂層を備え、
前記樹脂層の内径は、前記積層体側の端部から前記バルブ側の端部に向かって次第に縮径している
燃料電池。
【請求項７】
燃料電池を搭載する燃料電池搭載装置であって、
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の燃料電池と、
前記燃料電池を支持する支持部材と、
前記燃料電池を前記支持部材に固定する固定部材と、
を備え、
前記ガスマニホールドは、前記複数の単セルから排出された前記反応ガスが流れるガス排出マニホールドであり、
前記固定部材は、前記積層体マニホールドが、前記反応ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように、前記燃料電池スタックを前記支持部材に固定し、
前記マニホールド底部における前記エンドプレートユニット側の端部よりも、前記エンドプレートユニット流路における前記バルブ側の開口の底部の方が、上方に配置されている
燃料電池搭載装置。
【請求項８】
燃料電池を搭載する燃料電池搭載装置であって、
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の燃料電池と、
前記燃料電池を支持する支持部材と、
前記燃料電池を前記支持部材に固定する固定部材と、
を備え、  前記ガスマニホールドは、前記複数の単セルから排出された前記反応ガスが流れるガス排出マニホールドであり、
前記固定部材は、前記積層体マニホールドが、前記反応ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように、前記燃料電池スタックを前記支持部材に固定し、
前記エンドプレートユニット流路において、前記マニホールド底部における前記エンドプレートユニット側の端部、および、前記エンドプレートユニット流路における前記バルブ側の開口の底部よりも、下方に配置される第２下部が存在する
燃料電池搭載装置。
【請求項９】
請求項４に記載の燃料電池の製造方法であって、
前記エンドプレートの前記貫通孔に対して、前記アダプタ側の開口から、先端に向かって次第に縮径する成形型を挿入し、インサート成形によって前記樹脂層を前記エンドプレート上に一体成形する
燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の燃料電池の製造方法であって、
前記エンドプレートの前記貫通孔に対して、前記積層体側の開口から、先端に向かって次第に縮径する成形型を挿入し、インサート成形によって前記樹脂層を前記エンドプレート上に一体成形する
燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、一般に、発電に伴い生成水を生じる。従来、生成水等の液水を燃料電池から排出する排水性を高めるために、燃料電池セルを積層した積層体内に形成されるガス排出マニホールドを下り勾配に形成すると共に、積層体の端部に配置されるエンドプレート内に形成されるガス排出流路を、より大きな傾斜角の下り勾配に形成する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５８３３８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、ガス排出流路の形状として上記形状を採用する場合であっても、燃料電池に近接してバルブを設ける場合には、燃料電池が発電を停止した後にバルブに液水が侵入して、バルブ内で液水が凍結する可能性がある、という新たな課題を本願発明者等は見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池が提供される。この燃料電池は、複数の単セルが積層された積層体と、前記積層体の端部に配置されたエンドプレートを含むエンドプレートユニットと、を備え、前記積層体と前記エンドプレートユニットとを積層方向に貫通して反応ガスが流れるガスマニホールドを有する燃料電池スタックと、前記エンドプレートユニットと、前記燃料電池に対して前記反応ガスを供給または排出するガス配管と、の間に設けられ、前記ガスマニホールドと前記ガス配管とを連通させるバルブ内流路と弁体とを有するバルブと、を備え、前記ガスマニホールドは、前記積層体を積層方向に貫通する積層体マニホールドと、前記エンドプレートユニットを貫通するエンドプレートユニット流路と、を備え、前記積層体マニホールドにおいて前記積層方向に延びる底部であるマニホールド底部が水平となるように前記燃料電池スタックを配置したときに、前記マニホールド底部よりも、前記エンドプレートユニット流路における前記バルブ側の開口の底部の方が、上方に配置されている。
この形態の燃料電池によれば、燃料電池が発電を停止した後に、ガスマニホールド内に液水が生じる場合であっても、生じた液水が、エンドプレートユニット流路におけるバルブ側の開口の底部を越えてバルブに流入することを抑えることができる。その結果、燃料電池が発電を停止した後に、バルブ内で液水が凍結することを抑えることができる。
（２）上記形態の燃料電池において、前記マニホールド底部が水平となるように前記燃料電池スタックを配置したときに、前記エンドプレートユニット流路において、前記マニホールド底部よりも下方に配置される第１下部が存在することとしてもよい。この形態の燃料電池によれば、ガスマニホールドにおいて、バルブの手前で液水を保持する機能を高め、バルブへの液水の流入を抑える効果を高めることができる。
（３）上記形態の燃料電池において、前記エンドプレートユニットは、前記エンドプレートに加えて、前記エンドプレートと前記バルブとの間を接続し、前記エンドプレートユニット流路の一部が形成されるアダプタを備え、前記第１下部は、前記エンドプレートと前記アダプタとの境界における前記エンドプレートユニット流路の底部を含むこととしてもよい。この形態の燃料電池によれば、エンドプレートユニット流路において第１下部が形成される形状の流路を形成することが、より容易になる。
（４）上記形態の燃料電池において、前記エンドプレートユニットは、前記エンドプレートユニット流路を形成するために前記エンドプレートに設けられた貫通孔の内壁面上に、前記エンドプレートユニット流路の内壁面を構成する樹脂層を備え、前記樹脂層の内径は、前記積層体側の端部から前記アダプタ側の端部に向かって次第に拡径していることとしてもよい。この形態の燃料電池によれば、貫通孔に対して、樹脂層の内径が大きい側の端部から、先端に向かって縮径する成形型を挿入することにより、樹脂層を容易に形成することが可能になる。
（５）上記形態の燃料電池において、前記マニホールド底部が水平となるように前記燃料電池スタックを配置したときに、前記ガスマニホールドにおいて、前記マニホールド底部が最も低い位置に存在することとしてもよい。この形態の燃料電池によれば、ガスマニホールドにおいて、バルブの手前で液水を保持して、バルブへの液水の流入を抑えることができる。
（６）上記形態の燃料電池において、前記エンドプレートユニットは、前記エンドプレートユニット流路を形成するために前記エンドプレートに設けられた貫通孔の内壁面上に、前記エンドプレートユニット流路の内壁面を構成する樹脂層を備え、前記樹脂層の内径は、前記積層体側の端部から前記バルブ側の端部に向かって次第に縮径していることとしてもよい。この形態の燃料電池によれば、貫通孔に対して、樹脂層の内径が大きい側の端部から、先端に向かって縮径する成形型を挿入することにより、樹脂層を容易に形成することができる。
（７）本発明の他の形態によれば、燃料電池を搭載する燃料電池搭載装置が提供される。この燃料電池搭載装置は、（１）から（６）までのいずれか一項に記載の燃料電池と、前記燃料電池を支持する支持部材と、前記燃料電池を前記支持部材に固定する固定部材と、を備え、前記ガスマニホールドは、前記複数の単セルから排出された前記反応ガスが流れるガス排出マニホールドであり、前記固定部材は、前記積層体マニホールドが、前記反応ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように、前記燃料電池スタックを前記支持部材に固定し、前記マニホールド底部における前記エンドプレートユニット側の端部よりも、前記エンドプレートユニット流路における前記バルブ側の開口の底部の方が、上方に配置されている。
この形態の燃料電池搭載装置によれば、積層体マニホールドが反応ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように燃料電池スタックが配置される場合であっても、ガスマニホールド内で生じた液水がバルブに流入することを抑える効果を高めることができる。
（８）本発明のさらに他の形態によれば、燃料電池を搭載する燃料電池搭載装置が提供される。この燃料電池搭載装置は、（１）から（６）までのいずれか一項に記載の燃料電池と、前記燃料電池を支持する支持部材と、前記燃料電池を前記支持部材に固定する固定部材と、を備え、前記ガスマニホールドは、前記複数の単セルから排出された前記反応ガスが流れるガス排出マニホールドであり、前記固定部材は、前記積層体マニホールドが、前記反応ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように、前記燃料電池スタックを前記支持部材に固定し、前記エンドプレートユニット流路において、前記マニホールド底部における前記エンドプレートユニット側の端部、および、前記エンドプレートユニット流路における前記バルブ側の開口の底部よりも、下方に配置される第２下部が存在する。
この形態の燃料電池搭載装置によれば、積層体マニホールドが反応ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように燃料電池スタックが配置される場合であっても、ガスマニホールドにおいて、バルブの手前で液水を保持する機能を高め、バルブへの液水の流入を抑える効果を高めることができる。
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池の製造方法、燃料電池システム、燃料電池車両、燃料電池用バルブの凍結防止方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】燃料電池システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】単セルの概略構成を表わす分解斜視図である。
【図３】圧力調整弁の取り付け箇所の近傍の構成を模式的に表わす断面図である。
【図４】エンドプレートとアダプタとの接続部を拡大して示す説明図である。
【図５】第２実施形態の燃料電池の構成を図３と同様にして示す説明図である。
【図６】樹脂層をインサート成形する動作を示す説明図である。
【図７】第３実施形態の燃料電池の構成を図３と同様にして示す説明図である。
【図８】第４実施形態の燃料電池の構成を図３と同様にして示す説明図である。
【図９】第５実施形態の燃料電池の構成を図３と同様にして示す説明図である。
【図１０】燃料電池車両の概略構成を示す説明図である。
【図１１】第６実施形態の燃料電池の構成を図３と同様にして示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
（Ａ−１）燃料電池システムの構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての燃料電池１００を備える燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図である。燃料電池システム２００は、燃料電池スタック１０１と、燃料電池スタック１０１に対する燃料ガスの供給の動作に係る燃料ガス供給系と、燃料電池スタック１０１に対する酸化ガスの供給の動作に係る酸化ガス供給系と、を備える。燃料ガス供給系は、タンク２０と、遮断弁２４と、インジェクタ２５と、気液分離器２９と、排気排水弁２６と、循環ポンプ２７と、燃料ガス供給路２１と、燃料ガス循環路２２と、燃料ガス排出路２３と、を備える。酸化ガス供給系は、エアコンプレッサ３０と、三方弁３３と、圧力調整弁３４と、封止弁３６と、酸化ガス供給路３１と、酸化ガス排出路３２と、バイパス流路３５と、を備える。その他、燃料電池システム２００は、燃料電池スタック１０１内で冷媒を循環させるための図示しない機構を備えている。本実施形態の燃料電池１００は、少なくとも、上記した燃料電池スタック１０１と、圧力調整弁３４と、後述するアダプタ３８と、を含む。圧力調整弁３４を、「バルブ」とも呼ぶ。
【０００９】
燃料電池スタック１０１は、複数の単セル１１が積層された積層体１０５と、積層体１０５における積層方向ＳＤの両端部に配置された一対のエンドプレート１１０，１２０と、を備える。図１では記載を省略しているが、積層体１０５は、単セル１１に加えて、さらに、集電板（ターミナル）と絶縁板（インシュレータ）とを各々の端部に備える。集電板は、出力端子を備え、積層された複数の単セル１１に接して配置される。絶縁板は、集電板とエンドプレート１１０，１２０との間に配置され、積層された単セル１１とエンドプレート１１０，１２０との間を絶縁する。本実施形態の燃料電池１００は、固体高分子形燃料電池であるが、固体酸化物型燃料電池など他種の燃料電池であってもよい。燃料電池１００は、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスとの供給を受けて発電する。燃料ガスおよび酸化ガスは、電気化学反応で用いるガスであり、「反応ガス」とも呼ぶ。
【００１０】
図２は、単セル１１の概略構成を表わす分解斜視図である。単セル１１は、ＭＥＡ（膜電極接合体、Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡを挟持するように配置された一対のガス拡散層と、各々のガス拡散層の外側に配置された一対のガスセパレータ４０，５０と、樹脂フレーム６０と、を備える。ＭＥＡは、電解質膜と、電解質膜の各々の面に形成された触媒電極層であるアノードおよびカソードを備える。ＭＥＡにガス拡散層が積層された構造を、膜電極ガス拡散層接合体（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly：ＭＥＧＡ）１８とも呼ぶ。樹脂フレーム６０は、ガスセパレータ４０，５０の間に配置されて、ＭＥＧＡ１８の外周部に接合されている。
【００１１】
ＭＥＡを構成する電解質膜は、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電子伝導性を示す。カソードおよびアノードは、電解質膜上に形成された層であり、電気化学反応を進行する触媒金属（例えば白金）を担持するカーボン粒子と、プロトン伝導性を有する高分子電解質と、を備えている。ガス拡散層は、ガス透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、発泡金属や金属メッシュなどの金属製部材や、カーボンクロスやカーボンペーパなどのカーボン製部材により形成することができる。ガスセパレータは、ガス不透過な導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼などの金属製部材により形成することができる。樹脂フレーム６０は、熱可塑性樹脂によって形成される枠状部材である。樹脂フレーム６０と、この樹脂フレーム６０に隣接するガスセパレータ４０，５０との間は、例えば図示しないシール部材を配置することによりシールされる。
【００１２】
単セル１１において、電解質膜を間に介して、アノード側には燃料ガスが流れる流路（アノード側流路）が形成され、カソード側に酸化ガスが流れる流路（カソード側流路）が形成されている。ガスセパレータ４０，５０において、ＭＥＧＡ１８と対向する面には、アノード側流路あるいはカソード側流路を形成するための凹凸が形成されているが、図２ではこれらの凹凸の記載は省略している。ガスセパレータ４０，５０において、ＭＥＧＡ１８に対向する面の裏面には、冷媒流路が形成される（図示せず）。
【００１３】
また、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０には、各々の外周近傍において、ＭＥＧＡ１８およびガスセパレータ４０，５０を含む部材の積層方向（積層方向ＳＤと同じ）に互いに重なる位置に、マニホールドを形成するための貫通孔であるマニホールド孔６１〜６６が設けられている。図２では、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０の外周形状は、略同一の矩形形状であり、各マニホールド孔６１〜６６も、矩形形状としている。ただし、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０の外周形状、および、各マニホールド孔６１〜６６の形状は、円形や楕円形等、矩形以外の任意の形状を採用可能である。本実施形態では、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０を積層して単セル１１を形成し、複数の単セル１１を積層して積層体１０５を形成したときには、積層された各部材に設けられたマニホールド孔６１〜６６の各々は、積層方向ＳＤに平行な向きから見たときに、積層された部材間で一致して重なる。
【００１４】
本実施形態では、マニホールド孔６１，６６は、各単セル１１のアノード側流路との間で燃料ガスを供給・排出するための流路（燃料ガスマニホールド）を形成する。また、マニホールド孔６３，６４は、各単セル１１のカソード側流路との間で酸化ガスを供給・排出するための流路（酸化ガスマニホールド）を形成する。また、マニホールド孔６２，６５は、単セル間に形成される冷媒流路との間で冷媒を供給・排出するための流路（冷媒マニホールド）を形成する。
【００１５】
図１に戻り、エンドプレート１１０，１２０は、アルミニウム等の金属材料により形成されており、厚さ方向が積層方向ＳＤと一致する板状部材である。一対のエンドプレート１１０，１２０のうち、エンドプレート１２０には、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０と同様の６つのマニホールド孔が設けられている。エンドプレート１２０の６つのマニホールド孔は、マニホールド孔６１〜６６が形成する対応するマニホールドと連通する。エンドプレート１２０の６つのマニホールド孔には、燃料ガス、酸化ガス、および冷媒のいずれかを、燃料電池スタック１０１に対して供給または排出するための配管が接続されている。
【００１６】
タンク２０は、高圧水素を貯蔵しており、燃料ガスとしての水素ガスを、燃料ガス供給路２１を介して燃料電池スタック１０１に供給する。遮断弁２４は、タンク２０から燃料ガス供給路２１へと水素ガスが排出される排出口の近傍に配置され、タンク２０からの水素ガスの供給の実行と停止とを、図示しない制御部からの指示に応じて切り替える。インジェクタ２５は、燃料ガス供給路２１に配置され、燃料電池スタック１０１への水素ガスの供給量（流量）および圧力を調整する。燃料電池スタック１０１から排出されるアノードオフガスは、燃料ガス循環路２２に流入する。燃料ガス循環路２２には、気液分離器２９が設けられており、気液分離器２９は、アノードオフガスから液水を分離する。燃料ガス循環路２２は、燃料ガス供給路２１に接続されている。循環ポンプ２７は、燃料ガス循環路２２に配置されており、気液分離器２９において液水が分離された後の燃料ガスを加圧して、燃料ガス供給路２１に送る。燃料ガス循環路２２から燃料ガス供給路２１に流入した燃料ガスは、タンク２０から供給される燃料ガスと共に、再び燃料電池スタック１０１に供給される。排気排水弁２６は、気液分離器２９に接続される燃料ガス排出路２３に設けられており、気液分離器２９から燃料ガス排出路２３に対する液水およびアノードオフガスの排出の実行と停止とを切り替える。
【００１７】
エアコンプレッサ３０は、酸化ガス供給路３１を介して燃料電池スタック１０１に接続されており、燃料電池スタック１０１に対して酸化ガスとしての空気を供給する。三方弁３３は、酸化ガス供給路３１においてバイパス流路３５が分岐する分岐部に設けられており、エアコンプレッサ３０から供給される空気の全体量のうち、酸化ガス供給路３１を介して燃料電池スタック１０１に供給する空気の量と、バイパス流路３５に流入する空気の量とを調整する。燃料電池スタック１０１から排出されるカソードオフガスは、下流側の端部が大気開放されている酸化ガス排出路３２に流入する。酸化ガス排出路３２には、バイパス流路３５と共に、既述した燃料ガス排出路２３が接続されている。そのため、燃料ガス排出路２３を経由して排出されるアノードオフガスは、燃料電池スタック１０１から酸化ガス排出路３２に排出されるカソードオフガスと、バイパス流路から供給される酸化ガスとによって希釈された後に、大気中に放出される。圧力調整弁３４は、燃料電池スタック１０１と酸化ガス排出路３２との接続部に配置されており、燃料電池スタック１０１におけるカソード排出側の圧力（いわゆる背圧）を調整することにより、各単セル１１におけるカソード側圧力を調整する。圧力調整弁３４を閉弁することにより、酸化ガス排出路３２と燃料電池スタック内のカソード側流路との連通状態を遮断することができる。圧力調整弁３４の配置の態様については、後に詳しく説明する。封止弁３６は、燃料電池スタック１０１と酸化ガス供給路３１との接続部に配置されている。封止弁３６を閉弁することにより、酸化ガス供給路３１と燃料電池スタック内のカソード側流路との連通状態を遮断することができる。
【００１８】
燃料電池システム２００の停止時には、燃料電池スタック１０１内のアノード側流路が燃料ガスによって掃気されると共に、カソード側流路が酸化ガスによって掃気される。その後、燃料電池スタック１０１内のアノード側流路は、インジェクタ２５内の弁および排気排水弁２６を閉弁することによって封止される。また、燃料電池スタック１０１内のカソード側流路は、封止弁３６および圧力調整弁３４を閉弁することによって封止される。
【００１９】
燃料電池システム２００は、さらに、図示しない制御部を備える。この制御部は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポートと、を有している。この制御部は、燃料電池システム２００の各部に設けられた図示しないセンサからの出力信号を取得し、燃料電池システム２００の発電に係る各部に駆動信号を出力する。具体的には、上記したエアコンプレッサ３０や循環ポンプ２７、あるいは各部の弁に対して駆動信号を出力する。
【００２０】
（Ａ−２）圧力調整弁の取り付け部近傍の構成：
図３は、燃料電池スタック１０１に対する圧力調整弁３４の取り付け箇所の近傍の構成を拡大して模式的に表わす断面図である。図３は、燃料電池スタック１０１内に形成されるマニホールドが水平方向に延びるように燃料電池スタック１０１を配置したときの様子を示す。本実施形態では、燃料電池スタック１０１から圧力調整弁３４に至るガス流路の形状に特徴が有る。
【００２１】
本実施形態では、マニホールド孔６３は、酸化ガス排出マニホールド１４０を形成する。また、エンドプレート１２０には、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０のマニホールド孔６３と、積層方向ＳＤにおいて互いに重なる位置に、酸化ガス排出マニホールド１４０の一部を形成するためのマニホールド孔１６３が設けられている。エンドプレート１２０における積層体１０５と対向する面の裏面には、マニホールド孔１６３と重なる位置にアダプタ３８が取り付けられており、アダプタ３８と酸化ガス排出路３２との間に、圧力調整弁３４が設けられている。すなわち、アダプタ３８は、エンドプレート１２０と圧力調整弁３４との間を接続する。アダプタ３８には、酸化ガス（カソードオフガス）が流れるアダプタ内流路を形成する流路孔１３８が形成されている。
【００２２】
エンドプレート１２０とアダプタ３８とを合わせて、エンドプレートユニット１２５と呼ぶ。エンドプレートユニット１２５において、エンドプレート１２０のマニホールド孔１６３と、アダプタ３８の流路孔１３８とによって形成される流路を、エンドプレートユニット流路１２６と呼ぶ。積層体１０５において、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０のマニホールド孔６３によって形成される流路を、積層体マニホールド１０６と呼ぶ。本実施形態の酸化ガス排出マニホールド１４０は、積層体マニホールド１０６およびエンドプレートユニット流路１２６を含み、積層体１０５およびエンドプレートユニット１２５を積層方向ＳＤに貫通して酸化ガスが流れる流路である。
【００２３】
アダプタ３８は、複数のボルト３７を用いてエンドプレート１２０にネジ留めされている。圧力調整弁３４は、アダプタ内流路と酸化ガス排出路３２を連通させるバルブ内流路１３４と、バルブ内流路１３４を開閉する弁体１３５と、を備える。酸化ガス排出路３２を、「ガス配管」とも呼ぶ。
【００２４】
本実施形態のエンドプレートユニット１２５は、マニホールド孔１６３の内壁面上に、マニホールド孔１６３の内壁面を覆い、エンドプレートユニット流路１２６の内壁面を構成する樹脂層１２１を備える。エンドプレート１２０において、マニホールド孔６１，６２，６４〜６６に対応して設けられた他のマニホールド孔の内壁面にも、同様の樹脂層が形成されている（図示せず）。
【００２５】
樹脂層１２１は、絶縁性樹脂により形成されており、積層体１０５とエンドプレート１２０との間の短絡を抑える機能を有する。樹脂層１２１を構成する樹脂は、燃料電池スタック１０１の使用温度に耐える樹脂であればよく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。本実施形態では、樹脂層１２１は、インサート成形によってエンドプレート１２０と一体成形されているが、異なる方法によって樹脂層１２１を形成してもよい。樹脂層１２１は、図３に示すように、エンドプレート１２０の積層面（積層体１０５と接する面、およびアダプタ３８と接する面のうちの、少なくとも一方）において、マニホールド孔１６３からエンドプレート１２０の外周方向に向かって広がる部分を有していてもよい。
【００２６】
アダプタ３８は、絶縁性の樹脂により形成されており、エンドプレート１２０と圧力調整弁３４との間で絶縁性を確保する。アダプタ３８の厚み、すなわち、エンドプレート１２０と圧力調整弁３４との間の距離は、エンドプレート１２０と圧力調整弁３４との間の絶縁性が担保されるように、適宜設定される。アダプタ３８を形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいは、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。あるいは、アダプタ３８を形成する樹脂は、シリコンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴムなどのエラストマを含んでいてもよい。
【００２７】
本実施形態では、エンドプレート１２０を厚み方向に貫通して設けられたマニホールド孔１６３は、一定の内径を有している。また、マニホールド孔１６３の内壁面上に形成された樹脂層１２１は、一定の厚みに形成されている。また、アダプタ３８に形成される流路孔１３８は、エンドプレート１２０に接する側から圧力調整弁３４に接する側に向かって次第に縮径する形状となっている。燃料電池スタック１０１において、積層体１０５におけるマニホールド孔６３と、エンドプレート１２０に形成されたマニホールド孔１６３とは、互いに一致して重なっている。また、エンドプレート１２０のマニホールド孔１６３におけるアダプタ３８側の開口と、アダプタ３８の流路孔１３８におけるエンドプレート１２０側の開口とは、互いに一致して重なっている。
【００２８】
図３では、積層体マニホールド１０６において積層方向ＳＤに延びる底部をマニホールド底部ＭＢとして示しており、燃料電池スタック１０１は、既述したようにマニホールド底部ＭＢが水平となるように配置されている。マニホールド底部ＭＢとは、積層体マニホールド１０６の積層方向ＳＤに垂直な断面における最も下方に位置する箇所をつなげた部位である。
【００２９】
図３では、積層体１０５とエンドプレート１２０との境界である第１境界部Ｂ１、アダプタ３８と圧力調整弁３４との境界である第２境界部Ｂ２、および、エンドプレート１２０とアダプタ３８との境界である第３境界部Ｂ３の位置を、それぞれ示している。また、図３では、酸化ガス排出マニホールド１４０において、第１境界部Ｂ１における最も低い位置を第１底部Ｎ１、第２境界部Ｂ２における最も低い位置を第２底部Ｎ２、第３境界部Ｂ３における最も低い位置を第３底部Ｎ３、として示している。さらに、図３では、第１底部Ｎ１、第２底部Ｎ２、および第３底部Ｎ３の鉛直方向の高さを、それぞれ、破線Ｈ１、Ｈ２、およびＨ３によって示している。図３に示すように、本実施形態では、第１底部Ｎ１よりも、第２底部Ｎ２の方が、に配置されている。すなわち、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、マニホールド底部ＭＢよりも、エンドプレートユニット流路１２６における圧力調整弁３４側の開口の底部である第２底部Ｎ２の方が、上方に配置されている。第２底部Ｎ２は、鉛直方向の高さが第１底部Ｎ１とほぼ同じであり、第１底部Ｎ１と同様に、第２底部Ｎ２よりも下方に配置されている。
【００３０】
以上のように構成された本実施形態の燃料電池１００によれば、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、マニホールド底部ＭＢよりも、エンドプレートユニット流路１２６における圧力調整弁３４側の開口の底部の方が、上方に配置されている。そのため、燃料電池１００が発電を停止した後に、積層体マニホールド１０６内に液水が生じる場合であっても、生じた液水が圧力調整弁３４のバルブ内流路１３４に流入することを抑えることができる。すなわち、酸化ガス排出マニホールド１４０のマニホールド底部ＭＢよりも第２底部Ｎ２を上方とすることで、第２底部Ｎ２を超えて圧力調整弁３４へと液水が流入することを抑えることができる。その結果、燃料電池１００が発電を停止した後に、環境温度が氷点下に低下する場合であっても、圧力調整弁３４内で液水が凍結することを抑えることができる。すなわち、弁体１３５が閉弁した状態で凍結することを抑えることができる。そのため、燃料電池１００を次回に起動する際に、圧力調整弁３４の凍結に起因して起動の動作に支障が生じることを、抑えることができる。
【００３１】
燃料電池１００の発電停止時には、既述したように、燃料電池スタック１０１内のカソード側流路は酸化ガスによって掃気されるため、酸化ガス排出マニホールド１４０内の液水は、燃料電池スタック１０１外へと排出される。しかしながら、例えば、燃料電池１００が発電を停止した後に環境温度が低下すると、カソード側流路内で液水が凝縮する場合がある。あるいは、上記酸化ガスによる掃気の後に、例えば各単セル１１が備える電解質膜に含まれる水が単セル１１から酸化ガス排出マニホールド１４０に浸み出す場合がある。このようにして凝縮した液水、あるいは浸み出した液水は、比較的微量であるが、圧力調整弁３４内に流入して凍結すると、次回の起動時に圧力調整弁３４の開弁を妨げ得る。本実施形態の燃料電池１００によれば、第１底部Ｎ１よりも第２底部Ｎ２の方が上方となるように配置することで、酸化ガス排出マニホールド１４０の出口部において上記した液水を堰き止めることが可能になる。
【００３２】
図４は、図３におけるエンドプレート１２０とアダプタ３８との接続部を拡大して示す説明図である。図４では、第１底部Ｎ１と第２底部Ｎ２とを結ぶ直線を、線Ｌ１として示し、第１底部Ｎ１と第２底部Ｎ２との距離を、距離Ｄ１として示す。また、線Ｌ１と平行であって、第３底部Ｎ３を通過する直線を、線Ｌ２として示し、線Ｌ１と線Ｌ２との距離を、距離Ｄ２として示す。カソードオフガスが流れる流路における第１底部Ｎ１から第２底部Ｎ２までの形状は、液水を留めて圧力調整弁３４への流入を抑える効果を高めるために、距離Ｄ１に対して距離Ｄ２が大きいことが望ましい。このような観点から、距離Ｄ１に対する距離Ｄ２の比の値（Ｄ２／Ｄ１）は、例えば、１／６以上が好ましく、１／５以上がより好ましい。また、カソードオフガスが流れる流路における第１底部Ｎ１から第２底部Ｎ２までの形状は、燃料電池１００の発電中において、生じた生成水を酸化ガスの流れを利用して燃料電池スタック１０１の外部へと排出するために、距離Ｄ１に対して距離Ｄ２が小さいことが望ましい。このような観点から、距離Ｄ１に対する距離Ｄ２の比の値（Ｄ２／Ｄ１）は、例えば、１／１以下が好ましく、１／２以下がより好ましく、１／３以下がさらに好ましい。
【００３３】
Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の燃料電池１００の構成を、図３と同様にして示す説明図である。第２実施形態の燃料電池１００は、エンドプレート１２０およびアダプタ３８内に形成される流路形状以外の構成は、第１実施例と同様の構成を有するため、共通する部分には同じ参照番号を付す。
【００３４】
第２実施形態では、エンドプレート１２０に設けられたマニホールド孔１６３は、積層体１０５側の端部からアダプタ３８側の端部に向かって次第に拡径する形状となっている。そして、アダプタ３８に形成される流路孔１３８は、エンドプレート１２０に接する側から圧力調整弁３４に接する側に向かって次第に縮径する形状となっている。エンドプレート１２０とアダプタ３８との境界である第３境界部Ｂ３において、樹脂層１２１が形成されたマニホールド孔１６３の開口と流路孔１３８の開口とは、互いに一致して重なっている。
【００３５】
このような構成とすれば、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、エンドプレートユニット流路１２６において、マニホールド底部ＭＢよりも下方（第１境界部Ｂ１の第１底部Ｎ１よりも下方）に配置される部位として、第３底部Ｎ３が存在する。そのため、酸化ガス排出マニホールド１４０の出口部近傍において、アダプタ３８と圧力調整弁３４との境界である第２境界部Ｂ２の手前で液水を保持する機能を高め、圧力調整弁３４への液水の流入を抑える効果を高めることができる。エンドプレートユニット流路１２６において、マニホールド底部ＭＢよりも下方に配置される部位である第３底部Ｎ３を、「第１下部」とも呼ぶ。
【００３６】
また、本実施形態では、マニホールド孔１６３の内径は、アダプタ３８と接する第３境界部Ｂ３における開口の径が、最も大きくなるように形成されている。そのため、マニホールド孔１６３の内壁面を覆う樹脂層１２１の形成の動作が、より容易になるという効果を奏する。
【００３７】
図６は、樹脂層１２１をインサート成形する動作を示す説明図である。樹脂層１２１を形成する際には、開口の径がより大きいアダプタ３８側（第３境界部Ｂ３側）の開口から、マニホールド孔１６３内へと、先端に向かって次第に縮径する成形型３００が挿入されて、インサート成形が行なわれる。このような構成とすれば、例えば第１境界部Ｂ１と第３境界部Ｂ３との間の中間部に、マニホールド孔１６３内で最も低い箇所を設ける場合とは異なり、複雑な加工を施す必要が無く、容易に樹脂層１２１を形成することができる。
【００３８】
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態の燃料電池１００の構成を、図３と同様にして示す説明図である。第３実施形態の燃料電池１００は、エンドプレート１２０およびアダプタ３８内に形成される流路形状以外の構成は、第１実施例と同様の構成を有するため、共通する部分には同じ参照番号を付す。
【００３９】
第３実施形態では、エンドプレート１２０に設けられたマニホールド孔１６３は、アダプタ３８と接する第３境界部Ｂ３を含む端部において、他の箇所よりも下方に凹となる段差部１６４を備える。そして、アダプタ３８に形成される流路孔１３８は、エンドプレート１２０に接する第３境界部Ｂ３を含む端部において、他の箇所よりも下方に凹となる段差部１３９を備える。エンドプレート１２０とアダプタ３８との境界である第３境界部Ｂ３において、樹脂層１２１が形成されたマニホールド孔１６３の開口と流路孔１３８の開口とは、互いに一致して重なっている。そのため、マニホールド孔１６３と流路孔１３８との間には、上記段差部１６４および段差部１３９によって、マニホールド底部ＭＢよりも下方に配置される第１下部が、第３境界部Ｂ３の第３底部Ｎ３を含んで形成される。
【００４０】
このような構成とする場合にも、第２実施形態と同様に、第１境界部Ｂ１と第２境界部Ｂ２との間に、マニホールド底部ＭＢよりも下方に配置される第１下部を設けるため、第２境界部Ｂ２の手前で液水を保持する機能を高め、圧力調整弁３４への液水の流入を抑える効果を高めることができる。また、樹脂層１２１を形成する際に、マニホールド孔１６３の開口のうち、開口の径がより大きい第３境界部Ｂ３側の開口から、マニホールド孔１６３内へと、成形型を挿入してインサート成形することができるため、容易に樹脂層１２１を形成することができる。
【００４１】
Ｄ．第４実施形態：
図８は、第４実施形態の燃料電池１００の構成を、図３と同様にして示す説明図である。第４実施形態の燃料電池１００は、エンドプレート１２０およびアダプタ３８内に形成される流路形状以外の構成は、第１実施例と同様の構成を有するため、共通する部分には同じ参照番号を付す。
【００４２】
第４実施形態では、エンドプレート１２０に設けられたマニホールド孔１６３は、略一定の内径を有しており、樹脂層１２１の厚みが、第１境界部Ｂ１側はより厚く、第３境界部Ｂ３側はより薄く形成されている。そのため、樹脂層１２１が形成されたマニホールド孔１６３によって形成されるガス流路は、第２実施形態と同様に、第１境界部Ｂ１側から第３境界部Ｂ３側へと次第に拡径する形状となっている。アダプタ３８に形成される流路孔１３８は、第２実施形態と同様の形状である。
【００４３】
このような構成とすれば、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタックを配置したときに、第３底部Ｎ３が、エンドプレートユニット流路１２６においてマニホールド底部ＭＢよりも下方に配置される第１下部となるため、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、樹脂層１２１を形成する際に、マニホールド孔１６３の開口のうち、第３境界部Ｂ３側の開口から、マニホールド孔１６３内へと、先端に向かって次第に縮径する成形型を挿入してインサート成形することができるため、容易に樹脂層１２１を形成することができる。
【００４４】
Ｅ．第５実施形態：
図９は、第５実施形態の燃料電池１００の構成を、図３と同様にして示す説明図である。第５実施形態の燃料電池１００は、エンドプレート１２０およびアダプタ３８内に形成される流路形状以外の構成は、第１実施例と同様の構成を有するため、共通する部分には同じ参照番号を付す。
【００４５】
第５実施形態では、エンドプレート１２０に設けられたマニホールド孔１６３は、第１境界部Ｂ１側から第３境界部Ｂ３側に向かって次第に縮径している。また、アダプタ３８においてアダプタ内流路を形成する流路孔１３８は、一定の内径を有している。エンドプレート１２０とアダプタ３８との境界である第３境界部Ｂ３において、樹脂層１２１が形成されたマニホールド孔１６３の開口と流路孔１３８の開口とは、互いに一致して重なっている。上記構成とすることで、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、酸化ガス排出マニホールド１４０において、マニホールド底部ＭＢが最も低い位置に存在することとなる。
【００４６】
このような構成とすれば、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、マニホールド底部ＭＢよりも、第２境界部Ｂ２における第２底部Ｎ２の方が、上方に配置されるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、樹脂層１２１を形成する際に、マニホールド孔１６３の開口のうち、第１境界部Ｂ１側の開口から、マニホールド孔１６３内へと、先端に向かって次第に縮径する成形型を挿入してインサート成形することができるため、容易に樹脂層１２１を形成することができる。
【００４７】
図９では、エンドプレート１２０に設けたマニホールド孔１６３の形状を、第１境界部Ｂ１側から第３境界部Ｂ３側へと次第に縮径する形状としたが、異なる構成としてもよい。例えば、図８に示した第４実施例のように、マニホールド孔１６３の内径を一定として、樹脂層１２１の厚みが、第１境界部Ｂ１側はより薄く、第３境界部Ｂ３側はより厚く形成してもよい。すなわち、樹脂層１２１の内径が、第１境界部Ｂ１からアダプタ３８側に向かって次第に縮径していればよい。このような構成としても、図９の燃料電池１００と同様の効果が得られる。
【００４８】
Ｆ．第６実施形態：
図１０は、第６実施形態の燃料電池１００を搭載する燃料電池車両５００の概略構成を示す説明図である。図１０には、相互に直交するＸＹＺ軸を示した。Ｘ軸方向は、水平方向を示し、＋Ｘ軸方向は、燃料電池車両５００の進行方向を示す。Ｚ軸方向は、鉛直方向を示し、＋Ｚ軸方向を「鉛直上向き」とも呼び、−Ｚ軸方向側を「鉛直下向き」とも呼ぶ。Ｙ軸方向は、燃料電池車両５００の幅方向を示す。
【００４９】
燃料電池車両５００は、車体５０５と、一対の前輪ＦＷおよび後輪ＲＷとを備えている。車体５０５は、フロントコンパートメント５１０と、車室５３０と、床下部５２０とを備えている。フロントコンパートメント５１０と、車室５３０および床下部５２０とは、ダッシュボードＤＢによって区切られている。車室５３０と床下部５２０とは、フロアパネルＦＰによって区切られている。
【００５０】
本実施形態では、燃料電池１００は、フロントコンパートメント５１０内に配置されている。フロントコンパートメント５１０内には、さらに、図示しないエアコンプレッサ３０、気液分離器２９、および循環ポンプ２７（図１参照）が配置されている。車室５３０は、燃料電池車両５００のドライバーらが搭乗する空間である。床下部５２０には、燃料電池１００の発電に供される水素ガスが貯留されたタンク２０（図１参照）が配置されている。また、左右の後輪ＲＷの間には、駆動用モータＭが配置されている。駆動用モータＭは、燃料電池１００から電力の供給を受けて、走行のための駆動力を発生させる。なお、燃料電池１００における燃料電池システム２００の各部の配置は、図１０に示す配置に限らず、異なる配置としてもよい。
【００５１】
フロントコンパートメント５１０内には、車両の前後方向に延びる一対のサスペンションメンバ５５０が、車両の幅方向に並んで設けられている。サスペンションメンバ５５０は、車体５０５の一部を構成する部材である。本実施形態では、サスペンションメンバ５５０の後端（−Ｘ軸方向の端部）が、サスペンションメンバ５５０の前端（Ｘ軸方向の端部）よりも下方に位置するように、サスペンションメンバ５５０は、屈曲した形状を有している。上方に位置するサスペンションメンバ５５０の前端付近に、前方マウント部４０２が接続されており、下方に位置するサスペンションメンバ５５０の後端付近に、後方マウント部４０１が接続されている。サスペンションメンバ５５０を、「支持部材」とも呼ぶ。前方マウント部４０２および後方マウント部４０１を、「固定部材」とも呼ぶ。
【００５２】
燃料電池スタック１０１は、板状部材である支持フレーム１５０によって、下方から支えられている。支持フレーム１５０の前端近傍は、前方マウント部４０２によって支持されており、支持フレーム１５０の後端近傍は、後方マウント部４０１によって支持されている。既述したようにサスペンションメンバ５５０が屈曲した形状を有するため、支持フレーム１５０は、支持フレーム１５０の後端（−Ｘ軸方向の端部）が、支持フレーム１５０の前端（Ｘ軸方向の端部）よりも下方に位置するように、水平方向に対して傾斜して配置される。支持フレーム１５０上で支持される燃料電池スタック１０１において、エンドプレート１２０は上記後端側に配置されており、エンドプレート１１０は上記前端側に配置されている。すなわち、固定部材である前方マウント部４０２および後方マウント部４０１は、積層体マニホールド１０６が、酸化ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となるように、燃料電池スタック１０１を、支持部材であるサスペンションメンバ５５０に固定している。
【００５３】
図１１は、燃料電池車両５００に搭載される燃料電池１００の構成を、図３と同様にして示す説明図である。第６実施形態の燃料電池１００は、図３に示す燃料電池１００と同様の構成を有するが、既述したように、積層体マニホールド１０６が、酸化ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となっている。図１１では、第１底部Ｎ１、第２底部Ｎ２、および第３底部Ｎ３の鉛直方向の高さを、それぞれ、破線Ｈ１、Ｈ２、およびＨ３によって示している。本実施形態では、燃料電池スタック１０１が上記のように傾斜して配置される状態の酸化ガスの流路において、第１境界部Ｂ１における第１底部Ｎ１よりも、第２境界部Ｂ２における第２底部Ｎ２の方が、上方に配置されている。すなわち、マニホールド底部ＭＢにおけるエンドプレートユニット１２５側の端部よりも、エンドプレートユニット流路１２６における圧力調整弁３４側の開口の底部の方が、上方に配置されている。そのため、酸化ガス排出マニホールド１４０側から圧力調整弁３４への液水の流入を抑えることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、燃料電池スタック１０１が上記のように傾斜して配置される状態のエンドプレートユニット流路１２６において、第３底部Ｎ３は、第１底部Ｎ１および第２底部Ｎ２よりも下方に配置される。すなわち、第３底部Ｎ３は、マニホールド底部ＭＢにおけるエンドプレートユニット１２５側の端部、および、エンドプレートユニット流路１２６における圧力調整弁３４側の開口の底部よりも、下方に配置される。そのため、酸化ガス排出マニホールド１４０の出口部近傍において、アダプタ３８と圧力調整弁３４との境界である第２境界部Ｂ２の手前で液水を保持する機能を高め、圧力調整弁３４への液水の流入を抑える効果を高めることができる。図１１では、第３底部Ｎ３を含む部位に液水Ｗが滞留する様子を示す。固定部材によって支持部材に固定された燃料電池１００のエンドプレートユニット流路１２６において、第１底部Ｎ１および第２底部Ｎ２よりも下方に配置される部位である第３底部Ｎ３を、「第２下部」とも呼ぶ。
【００５５】
さらに、本実施形態では、燃料電池スタック１０１を上記のように傾斜して配置するため、積層体マニホールド１０６が、酸化ガスの流れの下流側に向かって下り勾配となっている。そのため、積層体マニホールド１０６を介した燃料電池スタック１０１からの排水を促すことができ、燃料電池１００の発電中には、酸化ガスの流れを利用して、燃料電池１００外部へと、より容易に排水することができる。
【００５６】
図１１では、図３に示した第１実施形態の燃料電池１００を用いる場合を示したが、他の実施形態の燃料電池１００を、同様に傾斜させて燃料電池車両５００に搭載してもよい。あるいは、燃料電池を駆動用電源として搭載する車両とは異なる種類の燃料電池搭載装置において、第６実施形態と同様に燃料電池１００を傾斜させて搭載してもよい。
【００５７】
Ｇ．他の実施形態：
（Ｇ１）上記各実施形態では、積層体マニホールド１０６のマニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、エンドプレートユニット流路１２６において、第１境界部Ｂ１の第１底部Ｎ１（第５実施形態）、第３境界部Ｂ３の第３底部Ｎ３（第２−４実施形態）、または、マニホールド孔１６３の底部全体（第１実施形態）が、最も低くなる構成を示したが、異なる構成としてもよい。例えば、マニホールド孔１６３内において第１底部Ｎ１と第３底部Ｎ３との間、あるいは、アダプタ３８の流路孔１３８内において第３底部Ｎ３と第２底部Ｎ２との間に、エンドプレートユニット流路１２６内で最も低くなる部位が存在してもよい。また、第１底部Ｎ１から第２底部Ｎ２までの間に、第１境界部Ｂ１から第２境界部Ｂ２側に向かって、エンドプレートユニット流路１２６の底部の鉛直方向の高さが、次第に低下する箇所と次第に上昇する箇所と次第に低下する箇所とが、この順序で存在していてもよい。積層体マニホールド１０６のマニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、マニホールド底部ＭＢよりも第２底部Ｎ２の方が上方に配置されていれば、実施形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
（Ｇ２）上記各実施形態では、エンドプレートユニット１２５は、アダプタ３８を備えることとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、圧力調整弁３４の筐体を絶縁性材料で形成して、アダプタ３８を設けることなく圧力調整弁３４をエンドプレート１２０に直接取り付けることとしてもよい。あるいは、エンドプレート１２０における圧力調整弁３４側の表面上に絶縁性シートを貼り付けて、圧力調整弁３４を、上記絶縁性シートを介してエンドプレート１２０に取り付けることとしてもよい。このような場合であっても、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタック１０１を配置したときに、マニホールド底部ＭＢよりも、エンドプレートユニット流路１２６における圧力調整弁３４側の開口の底部の方が上方に配置していれば、各実施形態と同様の効果が得られる。エンドプレートユニット１２５は、アダプタ３８以外の部材を備えていてもよい。
【００５９】
（Ｇ３）上記各実施形態では、ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム６０のマニホールド孔６３、並びに、エンドプレート１２０のマニホールド孔１６３は、積層方向ＳＤにおいて互いに一致して重なり、酸化ガス排出マニホールド１４０は、一定の内径を有することとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、積層体マニホールド１０６は、内径が途中で変化してもよい。このような場合であっても、マニホールド底部ＭＢが水平となるように燃料電池スタックを配置したときに、マニホールド底部ＭＢよりも、第２境界部Ｂ２における第２底部Ｎ２の方が、上方に配置されているならば、各実施形態と同様の効果が得られる。
【００６０】
（Ｇ４）上記各実施形態では、圧力調整弁３４に接続する酸化ガス排出マニホールド１４０における、エンドプレートユニット流路１２６の形状に関して説明したが、同様の流路形状を、他の流路に適用してもよい。例えば、封止弁３６（図１参照）に接続する酸化ガス供給マニホールドにおけるエンドプレートユニット流路の形状を、上記各実施形態で説明した形状としてもよい。あるいは、エンドプレート１２０において、燃料ガス供給マニホールドの開口部、あるいは、燃料ガス排出マニホールドの開口部に近接して、燃料電池１００の発電停止時にアノード側流路を封止するためのバルブを設けてもよい。そして、上記バルブに接続するエンドプレートユニット流路の形状を、上記各実施形態で説明した形状としてもよい。
【００６１】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１１…単セル、２０…タンク、２１…燃料ガス供給路、２２…燃料ガス循環路、２３…燃料ガス排出路、２４…遮断弁、２５…インジェクタ、２６…排気排水弁、２７…循環ポンプ、２９…気液分離器、３０…エアコンプレッサ、３１…酸化ガス供給路、３２…酸化ガス排出路、３３…三方弁、３４…圧力調整弁、３５…バイパス流路、３６…封止弁、３７…ボルト、３８…アダプタ、４０，５０…ガスセパレータ、６０…樹脂フレーム、６１〜６６…マニホールド孔、１００…燃料電池、１０１…燃料電池スタック、１０５…積層体、１０６…積層体マニホールド、１１０，１２０…エンドプレート、１２１…樹脂層、１２５…エンドプレートユニット、１２６…エンドプレートユニット流路、１３４…バルブ内流路、１３５…弁体、１３８…流路孔、１３９…段差部、１４０…酸化ガス排出マニホールド、１５０…支持フレーム、１６３…マニホールド孔、１６４…段差部、２００…燃料電池システム、３００…成形型、４０１…後方マウント部、４０２…前方マウント部、５００…燃料電池車両、５０５…車体、５１０…フロントコンパートメント、５２０…床下部、５３０…車室、５５０…サスペンションメンバ
【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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【図１０】
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【図１１】
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