(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入流体を受け入れるための流体入口を有し、第１方向に延伸し、前記流入流体の一部を第１方向に沿って移送するための流路を提供する第１マニホールドと、
前記流入流体の一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有し、第２方向に延伸し、前記排出流体の一部を第２方向に沿って移送するための流路を提供する第２マニホールドと、
前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間に結合される複数の分配流路と、
少なくとも１つの分配流路と、第１通路と、第２通路と、第１突出部と、第２突出部とを有する複数の流れ場プレートユニットと、
前記分配流路の少なくとも１つと結合され、前記分配流路を流れる放出流体の一部と反応することで、電力を発生させる燃料電池装置とを備える流れ場プレートアッセンブリであって、
前記第１マニホールドは、前記第１マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に分配出口を少なくとも１つ有し、かつ、前記第１マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、少なくとも１つの分配出口から放出流体として放出し、
前記第２マニホールドは、少なくとも１つの排出流体入口から、前記排出流体を受け入れ、
前記分配流路は、放出流体の少なくとも一部を分配するための前記分配出口と前記排出流体入口との間に結合され、前記分配流路は、流体分配面に沿って、少なくとも２つの方向に延びた複数の流路セクションを有し、これにより、前記放出流体の一部が、少なくとも一つの分配流路を通り、排出流体の一部として、少なくとも１つの前記排出流体入口まで流れるようになっており、
前記複数の流れ場プレートユニットは、互いに隣接しており、
各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第１突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第１通路が互いに接続されており、かつ、各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第２突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第２通路が互いに接続されており、これにより、互いに接続された前記第１通路の少なくとも一部が前記第１マニホールドを構成し、互いに接続された前記第２通路の少なくとも一部が前記第２マニホールドを構成し、
前記第１方向が、前記流体分配面に平行であり、かつ、前記第２方向が、前記流体分配面に平行であることを特徴とする流れ場プレートアッセンブリ。
【請求項２】
前記第１マニホールドの一部は、隣り合う流れ場プレートユニットにそれぞれ設けられた各第１突出部間に結合された少なくとも１つのチューブ状延伸部から構成されることを特徴とする請求項１に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
【請求項３】
前記第１マニホールドは、分配出口としての開口を少なくとも一つ有し、前記開口は、前記第１マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第１マニホールド部分のうち、０°〜１８０°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項１に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
【請求項４】
前記第２マニホールドは、前記第２マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた排出流体入口を介して、前記排出流体の一部を受け入れることを特徴とする請求項１に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
【請求項５】
前記排出流体入口は、前記第２マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた開口からなり、前記開口は、前記第２マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第２マニホールド部分のうち、０°〜１８０°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項４に記載の流れ場プレートアッセンブリ。
【請求項６】
流れ場プレートアッセンブリを少なくとも一つ備える燃料電池システムであって、
流入流体を受け入れるための流体入口を有し、第１方向に延伸し、前記流入流体の一部を第１方向に沿って移送するための流路を提供する第１マニホールドと、
前記流入流体の一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有し、第２方向に延伸し、前記排出流体の一部を第２方向に沿って移送するための流路を提供する第２マニホールドと、
前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間に結合される複数の分配流路と、
少なくとも１つの分配流路と、第１通路と、第２通路と、第１突出部と、第２突出部とを有する複数の流れ場プレートユニットとを備え、
前記第１マニホールドは、側壁領域の少なくとも一部に分配出口を少なくとも一つ有し、かつ、前記第１マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、少なくとも１つの分配出口から放出流体として放出し、
前記第２マニホールドは、少なくとも１つの排出流体入口から、前記排出流体を受け入れ、
前記分配流路は、放出流体の少なくとも一部を分配するための前記分配出口と前記排出流体入口との間に結合され、前記分配流路は、流体分配面に沿って、少なくとも２つの方向に延びた複数の流路セクションを有し、これにより、前記放出流体の一部が、少なくとも一つの分配流路を通り、排出流体の一部として、少なくとも１つの前記排出流体入口まで流れるようになっており、前記分配流路は、燃料電池セルシステムのプロトン交換膜電極と結合されており、
前記複数の流れ場プレートユニットは、互いに隣接しており、
各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第１突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第１通路が互いに接続されており、かつ、各前記流れ場プレートユニットに設けられた前記第２突出部を介して、隣り合う流れ場プレートユニットの前記第２通路が互いに接続されており、これにより、互いに接続された前記第１通路の少なくとも一部が前記第１マニホールドを構成し、互いに接続された前記第２通路の少なくとも一部が前記第２マニホールドを構成し、
前記第１方向が、前記流体分配面に平行であり、かつ、前記第２方向が、前記流体分配面に平行であることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
前記交換膜と前記分配流路との間に、ガス拡散層をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
２つの触媒層、２つのガス拡散層、および２つの分配流路をさらに備え、
前記２つの分配流路は、前記交換膜の側面に対向して形成され、前記２つの分配流路中を流れるガス同士が反応することで、電力を発生するようになっていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記第１マニホールドの一部は、隣り合う流れ場プレートユニットにそれぞれ設けられた各第１突出部間に結合された少なくとも１つのチューブから構成されることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記第１マニホールドは、分配出口としての開口を少なくとも一つ有し、前記開口は、前記第１マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第１マニホールド部分のうち、０°〜１８０°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記第２マニホールドは、前記第２マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた排出流体入口を介して、排出流体の一部を受け入れることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記排出流体入口は、前記第２マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に設けられた開口からなり、前記開口は、前記第２マニホールドの切断面の中心部に対し、前記第２マニホールド部分のうち、０°〜１８０°の範囲の角度を占めていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権］
この出願は、２００９年１２月７日に出願された米国仮出願第６１/２６７，３８７号の優先権の利益を主張するものであり、この仮出願の全てが、ここに参照として全体として取り込まれる。また、この出願は、２０１０年２月１２日に出願された台湾特許出願第０９９１０４６４６号の優先権の利益を主張するものであり、この出願の全てが、ここに参照として全体として取り込まれる。
【０００２】
［技術分野］
本出願は、流れ場プレートアッセンブリおよび流れ場プレートアッセンブリを備える燃料電池装置および流れ場プレートアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
流れ場プレートは、流体に関連する用途のために設計された構造を有するものであり、たとえば、１または２種以上の流体を運んだり、届けたり、分割したり、および／または、分配したりするための構造を有するものである。ここで、「流体」という用語は、広義な意味で用いられ、ある地点から他の地点まで流れることができるものであれば何でもよい。たとえば、流体としては、空気、気体、液体、粘性流体など、ある地点から他の地点間まで、それ自身が流れて移動することができるものや、流体の一部として、流れて移動することができるものが含まれる。
【０００４】
具体例として、流れ場プレートの数多くの適用例の一つとして、燃料電池用途があり、燃料電池用途においては、流れ場プレートは、電力を発生させるための液体または気体状の、１または２種以上の「燃料」を、移送、案内、および／または分配するために用いられる。図１Ａは、燃料を分配するために、流れ場プレートを用いた従来の燃料電池を示す分解斜視図である。また、図１Ｂは、図１Ａに示す燃料電池の断面図である。
【０００５】
図１Ａ、図１Ｂを参照すると、たとえば、プロトン交換膜燃料電池（「ＰＥＭＦＣ」として知られている。）などの、単一の燃料電池２００は、主に、膜電極接合体２１０、二つのガス拡散層２０５，２０６、および二つの流れ場プレート２０１，２０２を含む。図に示すように、二つのガス拡散層２０５，２０６は、膜電極接合体２１０を、その間に挟んでおり、二つの流れ場プレート２０１，２０２は、膜電極接合体２１０および二つのガス拡散層２０５，２０６を、その間に挟んでいる。各流れ場プレート２０１，２０２は、図１Ｂに示す流路２０３，２０４のような１または２以上の流路が形成されており、各流路を反応流体が流れるようになっている。膜電極接合体２１０は、たとえば、プロトン交換膜２０９、陽極触媒層２０７、及び陰極触媒層２０８を備えている。通常、陽極および陰極触媒層２０７，２０８は、白金、または白金合金の成分を有しており、これらは触媒として作用し、燃料電池の電気化学反応を促進する。
【０００６】
たとえば、燃料電池などにおいて、流体や流体の共存成分の分配の効率化または容易化を促進するために、次のような流れ場プレートが、望まれている。すなわち、流体の移動や分配をより容易にすることができ、流れ抵抗を減少させることができ、システムや要素設計を単純化することができ、さらには、異なる流体特性を供給可能な流れ場プレートが、望まれている。
【発明の概要】
【０００７】
一実施例において、流れ場プレートアッセンブリは、第１マニホールドと、第２マニホールドと、前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間に結合される少なくとも１つの流路と、を備える。前記第１マニホールドは、流入流体を受け入れるための流体入口を有し、第１方向に延伸し、前記流入流体の一部を第１方向に沿って移送するための流路を提供する。前記第１マニホールドは、前記第１マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に分配出口を少なくとも１つ有し、かつ、前記第１マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、少なくとも１つの分配出口から放出流体として放出する。前記第２マニホールドは、前記流入流体の一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有し、第２方向に延伸し、前記排出流体の一部を第２方向に沿って移送するための流路を提供する。前記第２マニホールドは、少なくとも１つの排出流体入口から、前記排出流体を受け入れる。前記流路は、放出流体の少なくとも一部を分配するための前記分配出口と前記排出流体入口との間に結合される。前記流路は、流体分配面に実質的に沿って、少なくとも２つの方向に延びた複数の流路セクションを有する。前記放出流体の一部が、少なくとも一つの流路を通り、排出流体の一部として、少なくとも１つの前記排出流体入口まで流れるようになっている。前記第１方向は、前記流体分配面に実質的に平行であり、かつ、前記第２方向は、前記流体分配面に実質的に平行である。
【０００８】
他の実施例において、燃料電池スステムは、流れ場プレートアッセンブリを少なくとも一つ有し、前記流れ場プレートアッセンブリは、第１マニホールドと、第２マニホールドと、前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間に結合される少なくとも１つの流路と、を備える。前記第１マニホールドは、流入流体を受け入れるための流体入口を有し、第１方向に延伸し、前記流入流体の一部を第１方向に沿って移送するための流路を提供する。前記第１マニホールドは、前記第１マニホールドの側壁領域の少なくとも一部に分配出口を少なくとも１つ有し、かつ、前記第１マニホールドは、前記流入流体のうち少なくとも一部を、少なくとも１つの分配出口から放出流体として放出する。前記第２マニホールドは、前記流入流体の一部を含む排出流体を排出するための流体出口を有し、第２方向に延伸し、前記排出流体の一部を第２方向に沿って移送するための流路を提供する。前記第２マニホールドは、少なくとも１つの排出流体入口から、前記排出流体を受け入れる。前記流路は、放出流体の少なくとも一部を分配するための前記分配出口と前記排出流体入口との間に結合される。前記流路は、実質的に流体分配面に沿って、少なくとも２つの方向に延びた複数の流路セクションを有する。前記放出流体の一部が、少なくとも一つの流路を通り、排出流体の一部として、少なくとも１つの前記排出流体入口まで流れるようになっている。前記流路は、燃料電池セルシステムの交換膜電極と結合されている。前記第１方向は、前記流体分配面に実質的に平行であり、かつ、前記第２方向は、前記流体分配面に実質的に平行である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、従来の燃料電池を示す分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示す燃料電池の断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、一実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの、流路に沿った方向における断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの、第１マニホールドの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、他の実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの、流路に沿った方向における断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、他の実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、さらに別の実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、さらに別の実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００１１】
図２Ａは、一実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの、流路に沿った方向における断面図である。図２Ａおよび図２Ｂを参照し、本発明の実施例の流れ場プレートアッセンブリ（fluid flow plate assembly）１０は、燃料電池システムの一部として用いられる。図２Ａおよび図２Ｂにおいては、長方形またはほぼ長方形形状を有している例を示しているが、流れ場プレート１０は、その適用目的に応じて、様々な形状、様々な大ききさやデザインとすることができる。流れ場プレートアッセンブリ１０は、その第１サイドＳ１に、１または２以上の流路（fluid flow channels）Ｃを有しており、この流路Ｃは、図中において線Ａで表されている中心軸または流体分配面に実質的に沿って、異なる方向に延びた複数の流路セクションを有している。さらに、流れ場プレートアッセンブリ１０においては、流路Ｃには、第１マニホールド１１および第２マニホールド１２が形成されており、これら第１マニホールド１１および第２マニホールド１２は、各流路Ｃとそれぞれ通じている。
【００１２】
図２Ａおよび図２Ｂに矢印で示すように、反応／流入流体は、流れ場プレートアッセンブリ１０の流体入口などを通り、第１端部１０１から第１マニホールド１１に入る。流入流体の一部は、複数の流路Ｃのうちの一つを通って流れる。流路Ｃは、流路中に放出された流体（放出流体）が、燃料電池システムの交換膜などと反応するための反応領域を提供している。その後、流体は、第２マニホールド１２に排出され、排出された流体は、流れ場プレートアッセンブリ１０の流体出口を通り、第２端部１０２側において、流れ場プレートアッセンブリ１０から出て行く。
【００１３】
一実施例においては、流れ場プレートアッセンブリ１０は、第１マニホールド１１、第２マニホールド１２、および、第１マニホールド１１と第２マニホールド１２とを結合する１または２以上の流路を有している。第１マニホールド１１は、流入流体を受け入れるための流体入口を有しており、かつ、第１方向（たとえば、図２Ａおよび図２Ｂのそれぞれにおいて、右上部に示した矢印に示す方向）に沿って延びており、流入流体の一部を第１方向に沿って移送するためのチャンネルを形成している。第２マニホールド１２は、排出流体、および、上述した流入流体（あるいは、反応した流入流体の全て）を一部含有する排出流体を、排出するための流体出口を有する。第２マニホールド１２は、第２方向（たとえば、図２Ａおよび図２Ｂのそれぞれにおいて、左下部に示した矢印に示す方向）に沿って延びており、排出流体の一部を第２方向に移送するためのチャンネルを形成する。
【００１４】
第２マニホールド１２は、第２マニホールド１２上に形成された排出流体入口を通って、排出された排出流体を受け入れる。流路Ｃは、図２Ａに示すように、第１マニホールド１１の分配出口のうち少なくとも一つと、第２マニホールド１２の排出流体入口のうち少なくとも一つとの間に結合されており、流路Ｃは、第１マニホールド１２から放出された流体の少なくとも一部を分配させることができる。一実施例においては、流路Ｃが、少なくとも２つの方向に、図２Ａに示す線Ａと平行に、流体分配面に実質的に沿うように延びた、複数の流路セクションを有する構成とすることができる。その結果、放出流体の一部は、分配出口および流路Ｃを通って、排出流体として、第２マニホールド１２に流れる。図２Ａに示すように、第１および第２方向は、流体分配面に実質的に平行な方向とされる。
【００１５】
一実施例においては、第１マニホールド１１および第２マニホールド１２は、流れ場プレートアッセンブリ１０に組み込まれている。たとえば、流れ場プレートアッセンブリ１０は、その中に組み込まれた状態で、第１マニホールド１１および第２マニホールド１２を有しており、これらは、１または２以上の成形品として製造される。第１マニホールド１１および第２マニホールド１２は、中心軸Ａまたは流体分配面に実質的に沿って（または、実質的に平行に）延びている。いくつかの実施例においては、流れ抵抗を低減することができ、これにより、分配された反応流体濃度の流速を等しく、あるいは実質的に等しくすることができ、および／または、分配された反応流体濃度を均一に、あるいは実質的に均一にすることができる。また、いくつかの実施例においては、流速や濃度の均一性を向上させることにより、流れ場プレートアッセンブリを有する燃料電池装置の効率を改善することができる。
【００１６】
図２Ｃは、図２Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの、第１マニホールドの断面図である。図２Ｃを参照すると、第１マニホールド１１は、円形状（あるいは、ほぼ円形状）の切断面を有するとともに、開口１１０が形成されている。この開口１１０は、第１マニホールド１１の側壁領域の少なくとも一部に形成されており、分配出口として機能する。したがって、第１マニホールド１１は、流入流体の一部を、分配出口を通って、放出流体として放出することができる。第１マニホールド１１は、分配出口としての開口１１０を１または２以上有する。開口１１０は、第１マニホールド１１の切断面の中心部に対し、第１マニホールド１１部分のうち、約０°〜約１８０°の範囲の角度θを占めている。
【００１７】
一実施例においては、開口１１０は、左下側に形成されており、１または２以上の流路Ｃにつながっている。たとえば、第１マニホールド１１の切断面の中心点に対して、第１マニホールド１１の底点が基準点０°に設定される。図２Ｃに示すように、開口１１０は、９０°に近い角度範囲θ（たとえば、約７５°、約８０°、約８５°）を占めており、一実施例においては、約０°の点（底点）から約７０〜約８５°の点まで開口していてもよい。同様の開口が、円形状の切断面の右下側１／４の領域に形成されている場合には、開口１１０は、約０°の点（底点）から、約−７０°〜約−８５°の点まで広がることとなる。同様に、第２マニホールド１２も、円形状の切断面を有するとともに、開口が形成されており、該開口は、第２マニホールド１２の側壁領域の少なくとも一部に形成されており、排出流体入口１４として機能する。一実施例においては、開口は、図２Ａに示すように、第２マニホールドの切断面の中心部に対し、約−９０°（時計の３時の位置）〜約−１８０°（時計の１２時の位置）の範囲の角度位置を占めるようにすることができる。いくつかの実施例においては、各マニホールドの開口は、各マニホールドの切断面の中心部に対し、各マニホールド部分のうち、約０°〜約１８０°の範囲の角度を占めるように構成することができる。
【００１８】
一実施例においては、流れ場プレートアッセンブリ１０は、１つ、または２つ、あるいはそれ以上の部品を組み合わせてなるものであってもよい。図３Ａは、他の実施例に係る流れ場プレートアッセンブリの概略図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す流れ場プレートアッセンブリの、流路に沿った方向における断面図である。図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、流れ場プレートアッセンブリ１０は、本体（main body）１３と、第１マニホールド部材Ｂ１と、第２マニホールド部材Ｂ２とを含む。本体１３は、その側面上に、１または２以上の流路Ｃを有している。第１マニホールド１１および第２マニホールド１２は、それぞれ、第１マニホールド部材Ｂ１および第２マニホールド部材Ｂ２に組み込まれている。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、第１マニホールド部材Ｂ１および第２マニホールド部材Ｂ２は、実質的に長尺な形状となっており、かつ、本体１３の上側部、および下側部にそれぞれ結合され、あるいは取付けられることによって、流路Ｃが、第１マニホールド１１および第２マニホールド１２につながる。この実施例においても、反応流体が、流路Ｃならびに第１マニホールド１１および第２マニホールド１２を通って、流れ場プレートアッセンブリ１０中を流れることができる。
【００１９】
図３Ａ、および図３Ｂに示す第１マニホールド部材Ｂ１および第２マニホールド部材Ｂ２は、図３Ｃに示すように、第１マニホールド部材Ｂ３および第２マニホールド部材Ｂ４に置き換えることができる。この実施例においては、第１マニホールド部材Ｂ３および第２マニホールド部材Ｂ４は、その断面がＵ字形形状となっており、これにより、一端（上端または下端）と２つの側壁が提供される。図３Ｃには、２つのマニホールドの切断面が、長方形のものを示しているが、各マニホールドは、先に示したような円形状の切断面を有するものであってもよい。第１マニホールド部材Ｂ３および第２マニホールド部材Ｂ４は、それぞれ、上側部、および下側部において、本体１３に結合され、あるいは取り付けられ、これにより、流れ場プレートアッセンブリ１０において、第１マニホールド１１および第２マニホールド１２が形成される。図３Ｃにおいて矢印で示すように、反応流体は、流れ場プレートアッセンブリ１０の第１端部１０１から第１マニホールド１１内に入り、流路Ｃを通って、第２マニホールド１２まで流れる。そして、反応流体は、第２マニホールド１２を通って、流れ場プレートアッセンブリ１０の第２端部１０２から排出される。
【００２０】
言い換えれば、本体は、１または２以上の流路を有し、第１マニホールド部材は、第１マニホールドと１または２以上の分配出口とを有し、第２マニホールド部材は、第２マニホールドと１または２以上の排出流体入口とを有する。一実施例においては、本体は、第１マニホールド部材および第２マニホールド部材の間に結合される。たとえば、第１マニホールド部材および第２マニホールド部材は、本体の反対側に位置する２つの側面上に設置される。第１マニホールド部材および第２マニホールド部材は、実質的に長尺形状であり、本体は、実施的に平面形状である。あるいは、分配出口および排出流体入口のいくつかは、第１マニホールド部材および第２マニホールド部材中よりもむしろ、本体中に形成することができる。言い換えれば、本体は、１または２以上の流路、１または２以上の分配出口、および／または１または２以上の排出流体入口を有する構成とすることができる。
【００２１】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、流れ場プレートアッセンブリ１０の他の実施例は、複数の流れ場プレートユニット１から構成される。２以上の流れ場プレートユニット１は、中心軸Ａ（あるいは、第１マニホールド１１の延伸方向）に沿って配置され、各流れ場プレートユニット１は、燃料電池反応をするために、少なくとも一つの側面において、露出した流路Ｃを少なくとも１つ有する。第１マニホールド１１および第２マニホールド１２は、それぞれ、複数のセクションまたは通路を有する。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、各流れ場プレートユニット１は、さらに、第１通路１１１および第２通路１１２を有する。隣接する流れ場プレートユニット１の第１通路１１１同士が互いに接続し、同様に、隣接する流れ場プレートユニット１の第２通路１１２同士が互いに接続する。そして、これにより、複数の第１通路または第１セクション１１１および第２通路または第２セクション１１２が、それぞれ、流れ場プレート１０を通って延びる第１マニホールド１１および第２マニホールド１２を構成することができる。
【００２２】
特に、図４Ａおよび図４Ｂにおいて、流れ場プレート１０は、第１端部１０１および第２端部１０２上に、プラグＢが配置されており、これにより、第１マニホールド１１および第２マニホールド１２のそれぞれの一端に形成される開口を封止することができ、反応流体の漏出を防ぐことができる。さらに、流れ場プレート１０は、第１突出部１１１０および第２突出部１１２０を有しており、これらが、隣り合う流れ場プレートユニット１の第１通路１１１および第２通路１１２同士を、それぞれ接続している。図４Ｃを参照すると、隣り合う流れ場プレートユニット１の第１通路１１１および第２通路１１２は、フレキシブルチューブＴによって、互いに接続され、これにより、複数の流路Ｃを有する、流れ場プレート１０を形成してもよい。
【００２３】
本出願は、流れ場プレートアッセンブリおよび平板型燃料電池装置を提供する。流れ場プレートアッセンブリは、その側面に露出された流露、流体を移送するための流路をつなぐ第１マニホールドおよび第２マニホールドを少なくとも有する。反応流体は、流れ場プレートの第１端部から第１マニホールドに入り、流路を通って、第２マニホールドまで流れる。そして、反応流体（あるいは、反応済み流体）は、第２マニホールドを通って、流れ場プレートの第２端部から排出される。いくつかの実施例においては、第１マニホールドおよび第２マニホールドは、流れ場プレートアッセンブリ内に組み込まれ、あるいは、一体化されているため、流れ抵抗を効果的に下げることができ、流れ場プレート内における流体の移送を促進させることができる。さらに、いくつかの実施例においては、流れ場プレートアッセンブリ（あるいは、交差流路）内における、反応流体の濃度が不均一となることを防止あるいは低減させることができ、これにより、燃料電池装置の効率を改善することができる。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。従って、本発明が請求する保護範囲は、特許請求の範囲を基準とし、さらには、その均等の範囲も含まれる。
【符号の説明】
【００２５】
１  流れ場プレートユニット
１０  流れ場プレートアッセンブリ
１０１  第１端部
１０２  第２端部
１１０  開口
１１  第１マニホールド
１１１  第１通路
１１１０  第１突出部
１１２  第２通路
１１２０  第２突出部
１２  第２マニホールド
１３  本体
Ａ  中心軸
Ｂ  プラグ
Ｂ１、Ｂ３  第１マニホールド部材
Ｂ２、Ｂ４  第２マニホールド部材
Ｃ  流路
θ  角度
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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