(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、反応ガス連通孔に凝縮水が滞留すること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を可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、矢印Ａ方向に延在する酸化剤ガス出口連通孔４０ｂを設けるとともに、この酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに連通する孔部６８ａが設けられたマニホールド部材６２ａが、第１エンドプレート２０ａに取り付けられる。酸化剤ガス出口連通孔４０ｂと孔部６８ａとの接合部位に対応して、重合領域７２及び内周面７４には、複数の突起部７０が形成される。この突起部７０は、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに排出される生成水等の水分が表面張力によって水滴化することを阻止し、管部材８０ａへの排水性を向上させる。【選択図】図４
2006236841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層される積層体を備え、前記電解質・電極構造体と一方のセパレータとの間には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の端部に連通する反応ガス連通孔が、前記積層体を積層方向に貫通して形成される燃料電池スタックであって、
前記積層体の少なくとも一方の端部に配設されるマニホールド部材を備え、
前記マニホールド部材は、前記反応ガス連通孔に連通し且つ該反応ガス連通孔とは異なる開口形状を有するマニホールド連通孔を設けるとともに、
前記マニホールド部材には、前記反応ガス連通孔と前記マニホールド連通孔との連結部位に凹形状部、凸形状部又は凹凸形状部が形成さ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において、前記凹形状部、前記凸形状部又は前記凹凸形状部は、少なくとも前記マニホールド部材の前記反応ガス連通孔に向かう側面及び前記マニホールド連通孔の内周面に設けられ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、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層される積層体を備え、前記電解質・電極構造体と一方のセパレータとの間には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の端部に連通する反応ガス連通孔が、前記積層体を積層方向に貫通して形成される内部マニホールド型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固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒（電極触媒層）と多孔質カーボン（拡散層）からなるアノード側電極及びカソード側電極を対設した電解質膜・電極構造体を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持する発電セルを構成している。通常、燃料電池では、この発電セルを所定の数だけ積層した燃料電池スタックが使用されている。
【０００３】
この種の燃料電池において、アノード側電極には、燃料ガス（反応ガス）、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう）が供給される一方、カソード側電極には、酸化剤ガス（反応ガス）、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう）が供給されている。アノード側電極に供給された燃料ガスは、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質膜を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。
【０００４】
上記の燃料電池では、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入口連通孔及び反応ガス出口連通孔を備えており、電極面に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路（酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路）の入口側端部及び出口側端部には、前記反応ガス入口連通孔及び前記反応ガス出口連通孔がそれぞれ連通している。
【０００５】
ところで、酸化剤ガスが積層方向に流れる酸化剤ガス出口連通孔や酸化剤ガス入口連通孔である酸化剤ガス連通孔（反応ガス連通孔）には、発電時に生成される反応生成水が導入され易く、この酸化剤ガス連通孔内に滞留水が存在する場合がある。一方、燃料ガスが積層方向に流れる燃料ガス出口連通孔や燃料ガス入口連通孔である燃料ガス連通孔（反応ガス連通孔）には、結露等による滞留水が発生するおそれがある。これにより、酸化剤ガス連通孔や燃料ガス連通孔が滞留水によって縮小又は閉塞され易く、酸化剤ガスや燃料ガスの流れが妨げられて発電性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックは、図９に示すように、複数のセル１を積層するとともに、前記複数のセル１の積層体は、一対のエンドプレート２により両端が挟持されている。一方のエンドプレート２には、燃料ガス又は酸化剤ガスを供給するガス供給配管３と、前記燃料ガス又は前記酸化剤ガスを排出するガス排気配管４とが接続されている。
【０００７】
ガス供給配管３及びガス排気配管４には、凝縮水や生成水を一旦貯留するための水溜まり部５が設けられ、この水溜まり部５の下方には、電磁弁６を介して排水管７が接続されている。
【０００８】
複数のセル１を一対のエンドプレート２で挟持した燃料電池スタック８には、内部マニホールド９が形成されている。この内部マニホールド９は、ガス供給配管３及びガス排気配管４に向かって孔径を徐々に広げることにより下面に傾斜を付けている。これにより、内部マニホールド９の凝縮水や生成水は、前記内部マニホールド９の下面の傾斜に沿って各水溜まり部５に円滑に流れるとともに、電磁弁６の作用下に前記水溜まり部５の水が排水管７を介して排出される、としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１７８７９１号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の特許文献１では、各水溜まり部５の下方に電磁弁６が接続されており、この電磁弁６の制御が必要となってシステム全体が複雑化している。しかも、運転停止後の結露や各セル１から重力によって形成される滞留水は、運転停止時にもシステムを制御して排出する必要があり、エネルギの損失、すなわち、燃費の低下が惹起される。これにより、システム全体のコストが高騰するとともに、信頼性が低下するという問題がある。
【００１１】
さらに、各水溜まり部５側に向かって拡径する内部マニホールド９が、複数のセル１の積層体にわたって形成されており、前記内部マニホールド９の形成作業が繁雑化するとともに、各セル１が異なる構成を有している。このため、システム全体のコストが相当に高騰し、しかも各セル１毎に取り扱いが煩雑化するという問題がある。その上、内部マニホールド９が傾斜するため、燃料電池スタック全体として高さ方向の寸法が相当に大きくなってしまい、特に車載用として適さないという問題がある。
【００１２】
さらにまた、運転停止時において、内部マニホールド９には、残存水分が表面張力により水滴化して凝縮水が滞留するおそれがある。これにより、内部マニホールド９の流路面積が縮小されて、燃料ガス又は酸化剤ガスの円滑な排気が遂行されないとともに、特に氷点下の環境では、滞留水の凍結が惹起し、低温始動が良好に遂行されないという問題がある。
【００１３】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、反応ガス連通孔に凝縮水が滞留すること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】
【００１４】
本発明は、電解質の両側に一対の電極が設けられた電解質・電極構造体と、セパレータとが水平方向に積層される積層体を備え、前記電解質・電極構造体と一方のセパレータとの間には、前記電極の面方向に沿って反応ガスを供給する反応ガス流路が形成されるとともに、前記反応ガス流路の端部に連通する反応ガス連通孔が、前記積層体を積層方向に貫通して形成される燃料電池スタックである。
【００１５】
燃料電池スタックは、積層体の少なくとも一方の端部に配設されるマニホールド部材を備え、前記マニホールド部材は、反応ガス連通孔に連通し且つ該反応ガス連通孔とは異なる開口形状を有するマニホールド連通孔を設けるとともに、前記マニホールド部材には、前記反応ガス連通孔と前記マニホールド連通孔との連結部位に凹形状部、凸形状部又は凹凸形状部が形成されている。
【００１６】
また、凹形状部、凸形状部又は凹凸形状部は、少なくともマニホールド部材の反応ガス連通孔に向かう側面及びマニホールド連通孔の内周面に設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、マニホールド部材には、互いに異形状の反応ガス連通孔とマニホールド連通孔との連結部位に対応して凹形状部、凸形状部又は凹凸形状部が形成されている。このため、開口形状が急激に変化する連結部位に発生し易い水の表面張力を良好に破壊することができ、孤立した水滴が形成されることを阻止して円滑且つ確実な排水処理が遂行可能になる。
【００１８】
しかも、凹形状部、凸形状部又は凹凸形状部は、平坦部に比べて排水速度を低減させる機能を有する。従って、水は、反応ガス連通孔からマニホールド連通孔に沿って連続して排出され、前記水が孤立して表面張力を発生させることがなく、排水性の向上が容易に遂行される。
【００１９】
これにより、反応ガス連通孔に滞留水による閉塞等が惹起することがなく、簡単な構成で、安定した発電電圧を確実に得ることが可能になるとともに、滞留水の凍結が惹起されることがなく、特に低温始動性が良好に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０の概略斜視図である。
【００２１】
燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が積層された積層体１４を備え、前記積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）両端部には、第１及び第２ターミナルプレート１６ａ、１６ｂと、第１及び第２絶縁プレート１８ａ、１８ｂと、第１及び第２エンドプレート２０ａ、２０ｂとが、順次、設けられる。なお、燃料電池スタック１０は、図示しないが、例えば、締め付けボルトやボックス状のケーシング等により締め付け保持される。
【００２２】
図２に示すように、燃料電池１２は、水平方向（矢印Ａ方向）に積層される電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）２２と、第１及び第２金属セパレータ２４、２６とを備える。なお、第１及び第２金属セパレータ２４、２６に代替して、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２３】
電解質膜・電極構造体２２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２８と、該固体高分子電解質膜２８を挟持するアノード側電極３０及びカソード側電極３２とを備える。アノード側電極３０及びカソード側電極３２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。
【００２４】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の一端縁部には、積層方向である矢印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入口連通孔（反応ガス連通孔）４０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔４２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔（反応ガス連通孔）４４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２５】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔（反応ガス連通孔）４４ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔４２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔（反応ガス連通孔）４０ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２６】
第１金属セパレータ２４の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２４ａには、酸化剤ガス流路（反応ガス流路）４６が設けられる。酸化剤ガス流路４６は、複数の酸化剤ガス流路溝４６ａを有するとともに、前記酸化剤ガス流路溝４６ａは、矢印Ｂ方向に延在している。なお、酸化剤ガス流路溝４６ａは、例えば、矢印Ｂ方向に一往復半だけ折り返すサーペタイン流路溝を構成してもよい。
【００２７】
第２金属セパレータ２６の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２６ａには、燃料ガス流路（反応ガス流路）４８が設けられる。燃料ガス流路４８は、酸化剤ガス流路４６と同様に、矢印Ｂ方向に延在する複数の燃料ガス流路溝４８ａを有する。
【００２８】
第１金属セパレータ２４と第２金属セパレータ２６とは、互いに対向する面２４ｂ、２６ｂに冷却媒体流路５０を一体的に形成する。冷却媒体流路５０は、酸化剤ガス流路４６の裏面側、及び燃料ガス流路４８の裏面側に一体的に形成され、矢印Ｂ方向に延在する複数の冷却媒体流路溝５０ａを有する。この冷却媒体流路５０は、冷却媒体入口連通孔４２ａと冷却媒体出口連通孔４２ｂとに連通する。
【００２９】
第１金属セパレータ２４の面２４ａ、２４ｂには、この第１金属セパレータ２４の外周縁部を周回して第１シール部材５４が射出成形等により一体的に設けられる。第１シール部材５４は、面２４ａにおいて、酸化剤ガス入口連通孔４０ａ、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂ及び酸化剤ガス流路４６を覆って酸化剤ガスの洩れ止めを行う。第１シール部材５４は、酸化剤ガス入口連通孔４０ａ、冷却媒体入口連通孔４２ａ、燃料ガス出口連通孔４４ｂ、燃料ガス入口連通孔４４ａ、冷却媒体出口連通孔４２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの内周面を覆っており、第１金属セパレータ２４の液絡を防止している。なお、以下に説明する第２シール部材５６も同様である。
【００３０】
第２金属セパレータ２６の面２６ａ、２６ｂには、この第２金属セパレータ２６の外周縁部を周回して第２シール部材５６が射出成形等により一体的に設けられる。第２シール部材５６は、面２６ａにおいて、燃料ガス入口連通孔４４ａ、燃料ガス出口連通孔４４ｂ及び燃料ガス流路４８を覆って燃料ガスの洩れ止めを行う。第２シール部材５６は、面２６ｂにおいて、冷却媒体入口連通孔４２ａ、冷却媒体出口連通孔４２ｂ及び冷却媒体流路５０を覆って冷却媒体の漏れ止めを行う。
【００３１】
図１に示すように、第１エンドプレート２０ａの矢印Ｂ方向両端縁部には、マニホールド部材６２ａ、６２ｂが取り付けられる。マニホールド部材６２ａ、６２ｂは、樹脂材で構成されており、矢印Ｃ方向に長尺な略矩形状を有する。マニホールド部材６２ａには、矢印Ｃ方向に配列されて孔部（マニホールド連通孔）６４ａ、６６ａ及び６８ａが形成される。
【００３２】
孔部６４ａ、６６ａ及び６８ａは、燃料電池スタック１０の燃料ガス入口連通孔４４ａ、冷却媒体出口連通孔４２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに対応する。燃料ガス入口連通孔４４ａ、冷却媒体出口連通孔４２ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔４０ｂは、開口形状が縦長の略矩形状に構成される一方、孔部６４ａ、６６ａ及び６８ａは、異なる開口形状、例えば、円形状に構成される。
【００３３】
図３及び図４に示すように、孔部６８ａの下端部は、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの下端部よりも下方に配置されるとともに、マニホールド部材６２ａには、前記酸化剤ガス出口連通孔４０ｂと前記孔部６８ａとの連結部位に対応して、複数の突起部（凸形状部）７０が形成される。突起部７０は、マニホールド部材６２ａの第１エンドプレート２０ａに向かう側面において酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの開口形状と重合する重合領域７２の範囲内、及び孔部６８ａを形成する内周面７４に設けられる。
【００３４】
突起部７０の寸法及び互いの離間距離は、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂから孔部６８ａに排出される水の表面張力を破壊し得る大きさに設定されることが望ましい。具体的には、この突起部７０は、直径が０．５ｍｍ〜１０ｍｍで且つ互いに１ｍｍ〜５ｍｍずつ離間して設けられる。
【００３５】
図１に示すように、マニホールド部材６２ａには、孔部６４ａ、６６ａ及び６８ａに連通する管部材７６ａ、７８ａ及び８０ａが取り付けられる。
【００３６】
マニホールド部材６２ｂは、上記のマニホールド部材６２ａと同様に、縦長の略矩形状を有する酸化剤ガス入口連通孔４０ａ、冷却媒体入口連通孔４２ａ及び燃料ガス出口連通孔４４ｂに一部を重合して配置される円形状の孔部６４ｂ、６６ｂ及び６８ｂを設ける。孔部６８ｂの内周面及び燃料ガス出口連通孔４４ｂとの重合領域に複数の突起部（図示せず）が形成される。マニホールド部材６２ｂには、孔部６４ｂ、６６ｂ及び６８ｂに連通する管部材７６ｂ、７８ｂ及び８０ｂが取り付けられる。
【００３７】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００３８】
図１に示すように、燃料電池スタック１０を構成する第１エンドプレート２０ａにおいて、管部材７６ｂから酸化剤ガス入口連通孔４０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、管部材７６ａから燃料ガス入口連通孔４４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、管部材７８ｂから冷却媒体入口連通孔４２ａに純水やエチレングリコール等の冷却媒体が供給される。
【００３９】
図２に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔４０ａから第１金属セパレータ２４の酸化剤ガス流路４６に導入される。酸化剤ガス流路４６では、酸化剤ガスが複数の酸化剤ガス流路溝４６ａに分散される。このため、酸化剤ガスは、各酸化剤ガス流路溝４６ａを介して電解質膜・電極構造体２２のカソード側電極３２に沿って移動する。
【００４０】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔４４ａから第２金属セパレータ２６の燃料ガス流路４８に導入される。この燃料ガス流路４８では、燃料ガスが複数の燃料ガス流路溝４８ａに分散される。さらに、燃料ガスは、各燃料ガス流路溝４８ａを介して電解質膜・電極構造体２２のアノード側電極３０に沿って移動する。
【００４１】
従って、電解質膜・電極構造体２２では、カソード側電極３２に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極３０に供給される燃料ガスとが、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。
【００４２】
次いで、カソード側電極３２に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに排出される（図２参照）。同様に、アノード側電極３０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔４４ｂに排出される。
【００４３】
一方、冷却媒体入口連通孔４２ａに供給された冷却媒体は、第１及び第２金属セパレータ２４、２６間に形成された冷却媒体流路５０に導入される（図２参照）。この冷却媒体流路５０では、冷却媒体が水平方向（矢印Ｂ方向）に移動する。従って、冷却媒体は、電解質膜・電極構造体２２の発電面全面にわたって冷却した後、冷却媒体出口連通孔４２ｂに排出される。
【００４４】
この場合、図１及図３に示すように、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂが縦長の矩形状を有する一方、この酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに連通するマニホールド部材６２ａの孔部６８ａは、比較的小径な円形状を有している。このため、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに排出される水分（生成水等）は、使用済みの酸化剤ガスの流れに沿って孔部６８ａに排出される際、図３に示すように、特に該酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの下部側の滞留領域８２に溜まり易い。この滞留領域８２では、メニスカスが生じ易く、水の表面張力によって水滴が形成されてしまい、該水が流れ難くなるからである。
【００４５】
そこで、第１の実施形態では、図３及び図４に示すように、マニホールド部材６２ａの側面において酸化剤ガス出口連通孔４０ｂの開口形状に重合する重合領域７２に、複数の突起部７０が形成されるとともに、孔部６８ａの内周面７４にも複数の突起部７０が形成されている。このため、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂに排出される水分は、重合領域７２及び内周面７４に設けられている複数の突起部７０を介して表面張力を破壊することができ、孤立した水滴が形成されることを阻止することができる。
【００４６】
これにより、略矩形状の酸化剤ガス出口連通孔４０ｂから略円形状の孔部６８ａへと開口形状が急激に変化する連結部位に、水滴が発生することがなく、滞留領域８２が惹起することを確実に阻止して円滑且つ確実な排出処理が遂行可能になるという効果が得られる。
【００４７】
しかも、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂと孔部６８ａとの連結部位に対応して複数の突起部７０が設けられており、前記突起部７０は、平坦部に比べて排水速度を低下させる機能を有している。従って、水分は、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂから孔部６８ａに沿って連続して排出され、前記水分が孤立して表面張力を発生させることがなく、排水性の向上が容易に遂行される。
【００４８】
このため、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂには、滞留水等による閉塞等が惹起することがなく、簡単な構成で、安定した発電電圧を確実に得ることが可能になる。しかも、滞留水の凍結が阻止されるため、特に低温始動性が良好に向上するという利点がある。
【００４９】
なお、燃料ガス出口連通孔４４ｂとマニホールド部材６２ｂの孔部６８ｂとの連結部位においても同様に、図示しない複数の突起部が設けられることにより、上記の酸化剤ガス出口連通孔４０ｂと同様の効果が得られる。
【００５０】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するマニホールド部材９０の一部拡大斜視説明図である。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。
【００５１】
マニホールド部材９０には、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂとの重合領域７２及び孔部６８ａの内周面７４に、複数の凹形状部９２が形成される。この凹形状部９２は、第１の実施形態に用いられる突起部７０と同様に、連結部位に発生し易い水の表面張力を破壊し得るように、それぞれの寸法及び離間間隔が設定されている。
【００５２】
従って、第２の実施形態では、酸化剤ガス出口連通孔４０ｂと孔部６８ａとの連結部位に、孤立した水滴が形成されることを阻止し、効率的な排水処理が遂行されるとともに、安定した発電電圧を得ることができる等、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５３】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する連結部位の平面説明図である。
【００５４】
この連結部位には、複数の凸形状部１００が形成されるとともに、前記凸形状部１００は、平面視で長方形状に設定される。凸形状部１００は、例えば、２つ１組として各組毎に長手方向が交差されるように配設される。
【００５５】
凸形状部１００間には、溝部１０２が設けられ、この溝部１０２に沿って水が移動することにより、水の表面張力を破壊することができる。さらに、溝部１０２の溝幅を設定することにより、水流が速くなり過ぎて水の分離による水滴の残留が発生することを阻止する。
【００５６】
これにより、第３の実施形態では、水の表面張力を確実に破壊するとともに、良好な排水性を維持して安定した発電性能を確保することができる等、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５７】
図７は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する連結部位の平面説明図である。
【００５８】
この第４の実施形態では、上記の第３の実施形態と同様に、平面視で長方形状の複数の凸形状部１０４を備え、前記凸形状部１０４がそれぞれの長手方向が同一方向に向かうようにして配設されるとともに、前記凸形状部１０４間には、溝部１０６が連続して設けられる。従って、第４の実施形態は、上記の第３の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第３及び第４の実施形態では、それぞれの凸形状部１００、１０４を、例えば、切削加工等によって形成することができる。
【００５９】
図８は、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するマニホールド部材１１０の要部拡大断面図である。
【００６０】
マニホールド部材１１０には、連結部位に対応して凹凸形状部１１２が形成される。この凹凸形状部１１２は、例えば、シボ形状の転写、粗研磨、粗加工又はブラスト処理等によって形成することができる。
【００６１】
このため、第５の実施形態では、凹凸形状部１１２によって水の表面張力を破壊することができ、良好な排水処理が遂行されるとともに、安定した発電電圧を確実に得ることが可能になる等、第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの概略斜視図である。
【図２】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の分解斜視図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成するマニホールド部材の要部拡大斜視説明図である。
【図４】前記マニホールド部材の要部断面説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するマニホールド部材の一部拡大斜視説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する連結部位の平面説明図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックを構成する連結部位の平面説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックを構成するマニホールド部材の要部拡大断面図である。
【図９】特許文献１に開示されている燃料電池スタックの概略構成説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…燃料電池スタック                      １２…燃料電池
２０ａ、２０ｂ…エンドプレート              ２２…電解質膜・電極構造体
２４、２６…金属セパレータ                  ２８…固体高分子電解質膜
３０…アノード側電極                        ３２…カソード側電極
４０ａ…酸化剤ガス入口連通孔                ４０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔
４２ａ…冷却媒体入口連通孔                  ４２ｂ…冷却媒体出口連通孔
４４ａ…燃料ガス入口連通孔                  ４４ｂ…燃料ガス出口連通孔
４６…酸化剤ガス流路                        ４８…燃料ガス流路
５０…冷却媒体流路
６２ａ、６２ｂ、９０、１１０…マニホールド部材
６４ａ、６４ｂ、６６ａ、６６ｂ、６８ａ、６８ｂ…孔部
７０…突起部                                ７２…重合領域
７４…内周面
７６ａ、７６ｂ、７８ａ、７８ｂ、８０ａ、８０ｂ…管部材
９２…凹形状部                              １００、１０４…凸形状部
１０２、１０６…溝部                        １１２…凹凸形状部
【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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