(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、前記反応ガス排出連通孔に連通し、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を設け、
前記エンドプレートと前記加湿器ジョイント部とは、前記反応ガス流入口に連通する反応ガス導出口を有し、前記加湿器ジョイント部内に配置されて前記反応ガス流入口内に進入する電気絶縁性配管により連結されるとともに、
前記電気絶縁性配管の外周部と前記加湿器ジョイント部の内壁部との間には、前記反応ガスの一部を流通させるための隙間が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックであって、前記電気絶縁性配管の前記反応ガス導出口の開口断面積は、前記電気絶縁性配管内の流路断面積よりも小さく設定されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池スタックであって、前記電気絶縁性配管には、前記反応ガス導出口よりも下方に位置して前記反応ガスを前記隙間に導入する反応ガス吐出口が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
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、前記電気絶縁性配管の内壁底部には、ドレイン孔部が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項５】
請求項３又は４記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガス吐出口は、前記電気絶縁性配管の径方向に対して反応ガス排出方向に傾斜することを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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凝縮水を介して微少電流が流れることがある（液絡）。
【０００５】
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１０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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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、この凝縮水を介して金属部材同士が液絡するという問題がある。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
加湿器は、反応ガス排出連通孔に連通し、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を設け、エンドプレートと前記加湿器ジョイント部とは、前記反応ガス流入口に連通する反応ガス導出口を有し、前記加湿器ジョイント部内に配置されて前記反応ガス流入口内に進入する電気絶縁性配管により連結されるとともに、前記電気絶縁性配管の外周部と前記加湿器ジョイント部の内壁部との間には、前記反応ガスの一部を流通させるための隙間が設けられている。
【００１４】
また、電気絶縁性配管の反応ガス導出口の開口断面積は、前記電気絶縁性配管内の流路断面積よりも小さく設定されることが好ましい。
【００１５】
さらに、電気絶縁性配管には、反応ガス導出口よりも下方に位置して反応ガスを隙間に導入する反応ガス吐出口が設けられることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、電気絶縁性配管の内壁底部には、ドレイン孔部が設けられることが好ましい。
【００１７】
また、反応ガス吐出口は、電気絶縁性配管の径方向に対して反応ガス排出方向に傾斜することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、反応ガス排出連通孔から改質器に排出される反応ガスの一部は、電気絶縁性配管の外周部と加湿器ジョイント部の内壁部との間に設けられた隙間を流通する。このため、電気絶縁性配管の反応ガス導出口に液滴が滞留し、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できる。
【００１９】
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良好に阻止し、良好な発電性能を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】前記加湿器の内部を示す一部断面図である。
【図５】前記燃料電池スタックの要部断面説明図である。
【図６】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。
【図７】前記樹脂製配管の斜視説明図である。
【図８】本発明の第２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。
【図９】本発明の第３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。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
図４に示すように、第１加湿部１０２ａ及び第２加湿部１０２ｂ内の略中央には、多数の孔部を有する多孔管体１０４ａ、１０４ｂが配設され、前記多孔管体１０４ａ、１０４ｂの外周には、複数の中空糸膜１０６ａ、１０６ｂが矢印Ａ方向に延在して収容される。多孔管体１０４ａ、１０４ｂ内には、オフガス流入口４０に連通してオフガスが供給される。
【００４０】
中空糸膜１０６ａ、１０６ｂ内には、空気供給配管３４を介して反応前の空気が供給される。中空糸膜１０６ａ、１０６ｂの出口側は、加湿空気供給配管３８に連通する。
【００４１】
図５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。
【００４２】
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。
【００４３】
図５〜図７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１１４を介して挿入される。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の内壁部との間には、オフガスの一部を流通させるための隙間Ｓが設けられる。
【００４４】
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。
【００４５】
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口（反応ガス導出口）１１６が形成される。オフガス導出口１１６は、傾斜流路部４０ａの傾斜開始端に開口連通している。オフガス導出口１１６の開口断面積は、樹脂製配管１１２の他端１１２ｂ内の流路断面積よりも小さく設定される。
【００４６】
他端１１２ｂの外周部最下端位置には、ドレイン孔部１１８が、所定の方向、例えば、重力方向に形成される。ドレイン孔部１１８は、加湿器ジョイント部１０１の排水チャンバ１２０に連通する一方、前記排水チャンバ１２０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。
【００４７】
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の側部に水平能に延在して設けてもよい（図５及び図６中、二点鎖線参照）。
【００４８】
他端１１２ｂの外周部最下端位置には、ドレイン孔部１１８のオフガス流れ（排出）方向前方（矢印Ｌ２方向）に、例えば、１つのオフガス吐出口（反応ガス吐出口）１２４が形成される。オフガス吐出口１２４は、他端１１２ｂの径方向に対してオフガス排出方向（矢印Ｌ２方向）に傾斜する。
【００４９】
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。
【００５０】
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の中空糸膜１０６ａ、１０６ｂを通って加湿空気供給配管３８に供給される（図４参照）。
【００５１】
その際、オフガス流入口４０を介して多孔管体１０４ａ、１０４ｂには、後述するように、反応に使用された酸化剤ガスであるオフガスが供給されている。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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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）。
【００５７】
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。
【００５８】
この場合、第１の実施形態では、図５に示すように、エンドプレート６２ｂと加湿器３６の加湿器ジョイント部１０１との間に、酸化剤ガス排出連通孔７２ｂとオフガス流入口４０とを連通する絶縁材料製の樹脂製配管１１２が装着されている。
【００５９】
そして、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の外周部と加湿器ジョイント部１０１の内壁部との間には、オフガスの一部を流通させるための隙間Ｓが設けられている。
【００６０】
このため、酸化剤ガス排出連通孔７２ｂから樹脂製配管１１２内に排出されるオフガスの一部は、前記樹脂製配管１１２に設けられたオフガス吐出口１２４から隙間Ｓに導入される。このオフガスは、隙間Ｓを流通してオフガス流入口４０に流入するため（図５及び図６参照）、前記オフガス流入口４０に液滴が滞留して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。
【００６１】
その際、オフガス吐出口１２４は、他端１１２ｂの径方向に対してオフガス排出方向に傾斜している。これにより、オフガス吐出口１２４から隙間Ｓに向かってオフガスを円滑且つ確実に導出することが可能になる。
【００６２】
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１０から液絡が発生することを良好に阻止することができ、所望の発電性能を確保することが可能になるという効果が得られる。
【００６３】
さらに、オフガス導出口１１６の開口断面積は、樹脂製配管１１２の他端１１２ｂ内の流路断面積よりも小さく設定されている。このため、オフガス導出口１１６におけるオフガスの流速が速くなり、ベンチュリー効果によって他端１１２ｂの外周からのオフガスの流れが促進される。従って、他端１１２ｂの外周に付着している水を強制的に吸引してオフガス流入口４０に吹き出すことが可能になる。これにより、水と加湿器ジョイント部１０１との導電経路を確実に遮断することができる。
【００６４】
また、他端１１２ｂの外周部最下端位置には、ドレイン孔部１１８のオフガス流れ方向前方に、オフガス吐出口１２４が形成されている。このため、オフガス吐出口１２４から排水チャンバ１２０に向かってオフガスが導出され、前記排水チャンバ１２０に貯留されている水の水面が押し下げられる。従って、貯留水の水量が比較的多くなっても、絶縁性の向上を図ることが可能になる。
【００６５】
さらにまた、ドレイン孔部１１８は、重力方向に設けられている。これにより、他端１１２ｂから排水チャンバ１２０に向かって水滴を確実に排出することができる。
【００６６】
さらに、樹脂製配管１１２は、大径側の一端１１２ａに小径側の他端１１２ｂが連結されている。このため、一端１１２ａと他端１１２ｂとの間の段差により、液滴の連続的な繋がりを防止することが可能になる。
【００６７】
一方、アノード側電極８０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔７６ｂに排出されて流動し、排出燃料ガスとしてエンドプレート６２ｂから排出燃料ガス配管５２に排出される（図１参照）。排出燃料ガス配管５２に排出された排出燃料ガスは、一部がリターン配管５４を通ってエゼクタ５０の吸引作用下に燃料ガス供給配管４５に戻される。
【００６８】
排出燃料ガスは、新たな燃料ガスに混在して燃料ガス供給配管４５から燃料電池スタック１０内に供給される。残余の排出燃料ガスは、パージ弁５６の開放作用下に排出される。
【００６９】
また、冷却媒体は、図２に示すように、冷却媒体供給連通孔７４ａから第１及び第２セパレータ６８、７０間の冷却媒体流路８６に導入された後、矢印Ｂ方向に沿って流動する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体６６を冷却した後、冷却媒体排出連通孔７４ｂを移動してエンドプレート６２ａの冷却媒体出口９６ｂから冷却媒体排出配管３０に排出される。この冷却媒体は、図１に示すように、ラジエータ２４により冷却された後、冷媒用ポンプ２６の作用下に冷却媒体供給配管２８から燃料電池スタック１０に供給される。
【００７０】
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１３０の要部断面説明図である。
【００７１】
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の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
燃料電池スタック１３０は、エンドプレート６２ｂと加湿器ジョイント部１０１とを連結する樹脂製配管１３２を備える。樹脂製配管１３２の小径側の他端１３２ｂの外周部最下端位置には、オフガス流れ方向に沿って、ドレイン孔部１１８、第１オフガス吐出口１２４ａ及び第２オフガス吐出口１２４ｂの順に形成される。ドレイン孔部１１８は、重力方向に延在する一方、第１及び第２オフガス吐出口１２４ａ、１２４ｂは、オフガス排出方向に傾斜する。
【００７３】
このように構成される第２の実施形態では、第１及び第２オフガス吐出口１２４ａ、１２４ｂを備えており、オフガスを隙間Ｓに対して一層確実に供給することができる他、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７４】
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１４０の要部断面説明図である。
【００７５】
燃料電池スタック１４０は、エンドプレート６２ｂと加湿器ジョイント部１０１とを連結する樹脂製配管１４２を備える。樹脂製配管１４２の小径側の他端１４２ｂの外周部最下端位置には、オフガス流れ方向に沿って、ドレイン孔部１１８、第１オフガス吐出口１４４ａ及び第２オフガス吐出口１４４ｂの順に形成される。ドレイン孔部１１８は、重力方向に延在するとともに、第１及び第２オフガス吐出口１４４ａ、１４４ｂも、重力方向に延在する。
【００７６】
このように構成される第３の実施形態では、第１及び第２オフガス吐出口１４４ａ、１４４ｂを備えており、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７７】
１０、１３０、１４０…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、１３２、１４２…樹脂製配管      １１２ａ…一端
１１２ｂ…他端                          １１８…ドレイン孔部
１２０…排水チャンバ                    １２２…排水配管
１２４、１２４ａ、１２４ｂ、１４４ａ、１４４ｂ…オフガス吐出口
【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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