(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池スタックのマニホールドの配置、及び燃料電池へのガス供給配管及びガス排気配管の接続方法及び接続位置の自由度を高め、ガスを効率的に供給し、使用されたガスを効率的に排気させるコンパクトな燃料電池エンドプレートを提供する。【解決手段】ガス供給用マニホールドを介して燃料電池スタックへ酸化ガス及び燃料ガスを供給し、使用されたガスを、ガス排気用マニホールドを介して排気する平板状の燃料電池エンドプレート１ｂであって、燃料電池スタックの外部からガス供給配管３ａにより供給されたガスをガス供給口７から所定のガス供給用流通孔１５に配給するか、又は所定のガス排気用流通孔１６からガス排気口８を経由してガスを回収し、ガス排気配管４ａから燃料電池スタックの外部に排気するために、平板に形成された凹状のガス流路２ａ，２ｂを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給用マニホールドを介して燃料電池スタックへガスを供給し、使用された前記ガスを、ガス排気用マニホールドを介して排気する平板状の燃料電池エンドプレートであって、
前記燃料電池スタックの外部から供給された前記ガスを所定のガス供給用マニホールドに配給するか、又は所定のガス排気用マニホールドからガスを回収して前記燃料電池スタックの外部に排気するために平板面に形成された凹状のガス流路を備えることを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池エンドプレートであって、前記ガス流路は、燃料電池スタックの平板面に接続された前記燃料電池エンドプレートに接続するガス供給配管から供給された前記ガスを前記燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向にずらして前記ガス供給用マニホールドに供給するか、前記ガス排気用マニホールドから排気されたガスを前記燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向にずらして前記燃料電池スタックの平板面に接続されたガス排気配管に排気することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料電池エンドプレートであって、前記ガス流路は、前記燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス供給配管から供給された前記ガスの流路方向を変更して前記ガス供給用マニホールドに供給するか、前記ガス排気用マニホールドから排気されたガスの流路方向を変更して前記燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス排気配管に排気することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池エンドプレートであって、前記ガス流路は、前記燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス供給配管から供給された前記ガスを前記燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させて前記ガス供給用マニホールドに供給するか、前記ガス排気用マニホールドから排気されたガスを前記燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させて前記燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス排気配管に排気することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池エンドプレートであって、ガス流路は、燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に分岐させて複数のガス供給用マニホールドに供給するか、複数のガス排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に集合させて燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス排気配管に排気することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項６】
請求項１に記載の燃料電池エンドプレートであって、ガス流路は、燃料電池エンドプレートの端面に接続された複数のガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に曲折させて所定のガス供給用マニホールドに供給するか、ガス排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に曲折させて燃料電池エンドプレートの端面に接続された所定のガス排気配管にそれぞれ排気することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料電池エンドプレートであって、ガス流路は、燃料電池エンドプレートの端面に接続された複数のガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に分配させて所定のガス供給用マニホールドに供給するか、複数の排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に統合させて燃料電池エンドプレートの端面に接続された所定のガス排気配管にそれぞれ排気することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃料電池エンドプレートであって、ガス流路は、前記燃料電池スタックの上端のガス供給配管及びガス排気配管に接続されることを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃料電池エンドプレートであって、ガス流路は、前記燃料電池スタックの下端又は上端のうちの一端のガス供給配管に接続し、前記燃料電池スタックの下端又は上端のうちの他端に接続するガス排気配管にそれぞれ接続することを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の燃料電池エンドプレートであって、発電積層部の前記ガス供給用マニホールド及び前記ガス排気用マニホールドとは、ガス供給マニホールド孔及びガス排気マニホールド孔をそれぞれ有するカバープレートを備えることを特徴とする燃料電池エンドプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流路を備えた燃料電池エンドプレートに係り、特に、供給された酸化ガス、燃料ガス等のガスについて、ガス供給用マニホールドを経由して燃料電池スタックへ供給し、使用後のガスについて、ガス排気用マニホールドを経由して排気するガス流路を備えた燃料電池エンドプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の一種である固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ；Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）は、構成部品が全て完全な固体であるという特徴を有し、高い発電効率が得られる燃料電池による発電システムである。図１１に、この固体酸化物型燃料電池の燃料電池スタック１０の概略構成を示す。燃料電池スタック１０は、発電積層部１２及びこの発電積層部１２の上下端に設けられる上側エンドプレート１ａ、下側エンドプレート１ｂから構成される。
【０００３】
図１１に、従来の燃料電池スタック１０における上側エンドプレート１ａ、発電積層部１２、及び下側エンドプレート１ｂの構成を示す。発電積層部１２とは、燃料電池スタック１０内において発電が行われる部位をいい、上側エンドプレート１ａ及び下側エンドプレート１ｂに挟まれている。発電積層部１２は、ガス供給用マニホールド５から供給される酸化ガス及び燃料ガス（以下、「ガス」と総称する。）により発電を行い、使用後のガスをガス排気用マニホールド６から排気する。ガス供給用マニホールド５は、下側エンドプレート１ｂにおいて縦方向のガス供給配管３ｂに接続され、外部から供給されるガスを、下側エンドプレート１ｂを介して発電積層部１２に供給する。また、ガス排気用マニホールド６は、下側エンドプレート１ｂにおいて縦方向ガス排気配管４ｂに接続され、発電積層部１２において使用されたガスを、下側エンドプレート１ｂを介して外部に排気する。ここで、ガス供給配管３は、酸化ガス供給配管及び燃料ガス供給配管から構成される。
【０００４】
また、図１２（ａ）に、図１１の燃料電池スタック１０の側面図を示す。また、図１２（ｂ）に、燃料電池発電の基本ユニットである単セル２６の構成を示す。この単セル２６は、電解質２３、一対の電極である燃料極（アノード）２４及び空気極（カソード）２５、燃料極側セパレータ２１、及び空気極側セパレータ２２から構成される。発電積層部１２は、複数の単セル２６を積層したものである。燃料電池スタック１０は、一般的にボルト２７及びナット２８により燃料電池スタック１０の軸方向に圧縮力が負荷される。そして、燃料電池スタック１０に外部から酸化ガス及び燃料ガスが供給されて発電が行われる。
【０００５】
このように、従来の燃料電池エンドプレート１は、貫通孔を有する端部プレートとしてガス供給配管３及びガス排気配管４と接合し、ガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６に直線的に連結するという構成であった。そして、端部プレートとして平面的に流路を有さない形態が一般的に使用されていた。しかし、燃料電池エンドプレート１は、機械加工、鋳造加工、ロストワックス加工等種々の加工手段により複雑な流路を形成することが可能である。
【０００６】
特許文献１には、燃料電池エンドプレートにおいて、燃料ガス供給配管、燃料ガス排気配管、空気ガス供給配管、空気ガス排気配管のそれぞれが燃料電池エンドプレートの裏面から燃料電池スタックの軸方向に接続させる従来の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７８７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の燃料電池エンドプレートでは、燃料電池スタックのマニホールドの位置によりガス供給配管及びガス排気配管の位置が決定してしまうため、自由なガス流路の形成、及び燃料電池エンドプレートの断面積の最適化ができないという問題があった。
【０００９】
また、自由なガス流路の形成ができないために、マニホールドの個数又は配置自体も自由度が低く、より機能的な燃料電池スタックが構成できないという問題があった。
【００１０】
本願の目的は、かかる課題を解決し、燃料電池において、ガス供給配管及びガス排気配管の燃料電池スタックへの接続方式、及び燃料電池スタックのマニホールドの配置の自由度を高め、最適なガス流路を備えたコンパクトな燃料電池エンドプレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池エンドプレートは、ガス供給用マニホールドを介して燃料電池スタックへガスを供給し、使用されたガスを、ガス排気用マニホールドを介して排気する平板状の燃料電池エンドプレートであって、燃料電池スタックの外部から供給されたガスを所定のガス供給用マニホールドに配給するか、又は所定のガス排気用マニホールドからガスを回収して燃料電池スタックの外部に排気するために平板面に形成された凹状のガス流路を備えることを特徴とする。
【００１２】
従来、ガス供給配管及びガス排気配管をそのまま延長してガス供給用マニホールド及びガス排気用マニホールドとするか、或いはガス供給用マニホールド及びガス排気用マニホールドをそのまま延長してガス供給配管及びガス排気配管としていた。すなわち、「燃料電池スタックの平板面に接続する」という縦方向への接続方法のみであった。しかし、燃料電池エンドプレートの平板面に形成された凹状のガス流路を設けることで、例えば「燃料電池スタックの端面に接続する」という横方向へのガス供給配管及びガス排気配管の接続方法が可能になる。これにより、燃料電池スタックのガス供給用マニホールド及びガス排気用マニホールドの配置の自由度を高め、最適なガス流路を備えたコンパクトな燃料電池エンドプレートとすることができる。
【００１３】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池スタックの平板面に接続された燃料電池エンドプレートに接続するガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向にずらしてガス供給用マニホールドに供給するか、ガス排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向にずらして燃料電池スタックの平板面に接続されたガス排気配管に排気することが好ましい。これにより、燃料電池エンドプレートの平板面に接続されたガス供給配管及びガス排気配管をマニホールドの位置に合わせることなく任意の位置に設けることができる。
【００１４】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス供給配管から供給されたガスの流路方向を変更してガス供給用マニホールドに供給するか、ガス排気用マニホールドから排気されたガスの流路方向を変更して燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス排気配管に排気することが好ましい。これにより、燃料電池エンドプレートの端面において横方向に接続されたガス供給配管を、簡易な構成によりガス供給用マニホールドに合わせて縦方向に流路を変更し、縦方向に接続されたガス排気用マニホールドから排気されたガスの流路方向を横方向に変更してガス排気配管に排気することができる。
【００１５】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させてガス供給用マニホールドに供給するか、ガス排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させて燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス排気配管に排気することが好ましい。これにより、ガス供給配管及びガス排気配管を燃料電池エンドプレートの端面に接続させることができ、ガス流路により燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に位置をずらすことで燃料電池エンドプレートの任意の位置に接続することができる。
【００１６】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に分岐させて複数のガス供給用マニホールドに供給するか、複数のガス排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に集合させて燃料電池エンドプレートの端面に接続されたガス排気配管に排気することが好ましい。これにより、ガス供給配管の本数よりもガス供給用マニホールドが多い場合、又はガス排気用マニホールドよりもガス排気配管の本数が少ない場合にも自在に対応することができる。
【００１７】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池エンドプレートの端面に接続された複数のガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に曲折させて所定のガス供給用マニホールドに供給するか、ガス排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に曲折させて燃料電池エンドプレートの端面に接続された所定のガス排気配管にそれぞれ排気することが好ましい。これにより、燃料電池スタックのマニホールドの個数又はその配置を自在に設定することができる。
【００１８】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池エンドプレートの端面に接続された複数のガス供給配管から供給されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に分配させて所定のガス供給用マニホールドに供給するか、複数の排気用マニホールドから排気されたガスを燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に統合させて燃料電池エンドプレートの端面に接続された所定のガス排気配管にそれぞれ排気することが好ましい。これにより、燃料電池スタックのマニホールドの個数又はその配置を自在に設定することができる。
【００１９】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池スタックの上端のガス供給配管及びガス排気配管に接続されることが好ましい。これにより、燃料電池スタックの下端又は上端のいずれからでもガス供給又はガス排気をすることができ、いずれの場合も、ガス供給配管及びガス排気配管の燃料電池スタックへの接続方式、及び燃料電池スタックのマニホールドの配置の自由度を高めることができる。
【００２０】
また、燃料電池エンドプレートは、ガス流路が、燃料電池スタックの下端又は上端のうちの一端のガス供給配管に接続し、燃料電池スタックの下端又は上端のうちの他端に接続するガス排気配管にそれぞれ接続することが好ましい。これにより、燃料電池スタックの一端からガスを供給し、燃料電池スタックの他端からガスを排気させる場合でもガス供給配管及びガス排気配管の燃料電池スタックへの接続方式、及び燃料電池スタックのマニホールドの配置の自由度を高めることができる。
【００２１】
燃料電池エンドプレートは、発電積層部のガス供給用マニホールド及びガス排気用マニホールドが、ガス供給マニホールド孔及びガス排気マニホールド孔をそれぞれ有するカバープレートを備えることが好ましい。これにより、ガスが燃料電池エンドプレートと発電積層部との間を流通する際のガス漏れを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係る燃料電池エンドプレートによれば、ガス供給配管及びガス排気配管の燃料電池スタックへの接続方式、及び燃料電池スタックのガス供給用マニホールド及びガス排気用マニホールドの配置の自由度を高めるガス流路を備えたコンパクトな燃料電池エンドプレートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る燃料電池エンドプレートの第１の実施形態の概略構成を示す斜視図及び平面図であり、ガス供給配管から供給されたガスを分岐型ガス流路により燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に分岐して供給し、ガス排気用マニホールドから排気されたガスを偏芯型ガス流路により燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させて外部に排気する燃料電池エンドプレートを示す。
【図２】図１の燃料電池エンドプレートのＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面により分岐型ガス流路及び偏芯型ガス流路を示す断面図である。
【図３】燃料電池エンドプレートの第２の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、燃料電池スタックの平板面に接続されるガス供給配管及びガス排気配管を縦方向偏芯型ガス流路によりそれぞれ燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させてガスを供給して外部に排気する燃料電池エンドプレートを示す。
【図４】燃料電池エンドプレートの第３の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、燃料電池スタックの端面に接続されるガス供給配管及びガス排気配管を縦方向直折型ガス流路によりガスの流路方向を縦方向に変更してガスを供給して外部に排気する燃料電池エンドプレートを示す。
【図５】燃料電池エンドプレートの第４の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、燃料電池スタックの端面に接続されるガス供給配管及びガス排気配管を横方向偏芯型ガス流路によりそれぞれ燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させてガスを供給して外部に排気する燃料電池エンドプレートを示す。
【図６】燃料電池エンドプレートの第５の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、ガス供給配管から供給されたガスを偏芯型ガス流路により燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に偏芯させて供給するか、ガス排気配管から排気されたガスを分岐型ガス流路により燃料電池エンドプレートの平板面に沿った方向に分岐させて外部に排気させる燃料電池エンドプレートを示す。
【図７】燃料電池エンドプレートの第６の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、ガス供給配管を燃料電池エンドプレートの偏芯用ガス流路により平板面に沿った方向に偏芯させてガスを供給するか、曲折型ガス流路により曲折させて外部に排気する燃料電池エンドプレートを示す。
【図８】燃料電池エンドプレートの第７の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、ガス供給配管を燃料電池エンドプレートの偏芯用ガス流路により平板面に沿った方向に偏芯させてガスを供給するか、分配型ガス流路により分配又は統合させてガスを外部に排気する燃料電池エンドプレートを示す。
【図９】燃料電池エンドプレートが上側エンドプレートの場合の実施例を示す斜視図である。
【図１０】上側エンドプレート及び下側エンドプレートによりガス供給及びガス排気をそれぞれ分離して行う場合の実施例を示す斜視図である。
【図１１】従来の燃料電池スタックにおける、ガス供給用マニホールドとガス供給配管との位置関係、及びガス排気側マニホールドとガス排気配管との位置関係を示す斜視図である。
【図１２】図１１の燃料電池スタックの側面図、及び、燃料電池発電の基本ユニットである単セルの構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（燃料電池エンドプレートの第１実施形態）
以下に、図面を用いて本発明に係る燃料電池エンドプレート１ｂにつき、詳細に説明する。図１に、燃料電池エンドプレート１ｂの第１実施形態の概略構成を示す。図１（ａ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの全体を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの平面図である。また、図２は、燃料電池エンドプレート１ｂの第１実施形態の詳細図であり、図２（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、図２（ｃ）は、図１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、燃料電池エンドプレート１ｂは矩形の平板である。なお、本発明の燃料電池エンドプレート１の「矩形」の平板形状には、四角形のコーナーアールが設けられた形状を有する平板、又は、コーナー部が三角形にカットされた形状を有する平板も含まれる。その平板面にはガス供給口７及びガス排気口８を備えた凹状のガス流路２ａ，２ｂが形成されている。そのガス流路２ａ，２ｂに燃料電池エンドプレート１ｂの端面に接続されたガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａの端部が接続し、燃料電池エンドプレート１ｂの内部に設けられたガス流路２ａ，２ｂに連通している。このガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａがガス流路２ａ，２ｂに接続するポイントをガス接続口１４と称する。なお、図１０の燃料電池スタック１０の軸方向と交差する方向からガス供給配管３ａ又はガス排気配管４ａが燃料電池エンドプレート１ｂに接続する場合を「燃料電池エンドプレート１ｂの端面に接続する」と称し、図１０の燃料電池スタック１０の軸方向からガス供給配管３又はガス排気配管４が燃料電池エンドプレート１ｂに接続する場合を「燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に接続する」と称する。すなわち、「燃料電池スタック１０の軸方向」とは、図１０の符号“Ａ“〜”Ｄ”に示す、ガスが発電積層部１２内を流通する縦方向を指す。また、「燃料電池スタック１０の軸方向と交差する方向」とは、図１０の符号“Ａ“〜”Ｄ”に示す、縦方向と交差する横方向を指す。
【００２６】
図１に示すように、燃料電池エンドプレート１ｂの平板面は、矩形の薄板であるカバープレート１３により覆われている。このカバープレート１３には、ガス供給用流通孔１５及びガス排気用流通孔１６が設けられている。そして、ガス供給配管３ａから供給された酸化ガス及び燃料ガスは、ガス供給用流通孔１５を介してガス供給用マニホールド５に供給される。そして、燃料電池スタック１０において、酸化ガスと燃料ガスとが電極反応して電子を放出させることで発電が行われる。電極反応した後に発生したガスは、ガス排気用流通孔１６を介してガス排気用マニホールド６から回収され、燃料電池スタック１０の外部に排気される。 
【００２７】
（分岐型ガス流路）
図１の第１実施形態では、符号“Ａ”で示す単管のガス供給配管３ａから供給されたガスは、燃料電池エンドプレート１ｂの内部のＴ字型の分岐型ガス流路２ａにより分岐され、符号“Ａ”で示す複数のガス供給用流通孔１５へ供給される。この分岐型ガス流路２ａの詳細を図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面にて示す。ガス接続口１４から供給された酸化ガス又は燃料ガスは、ガス連通部９を通って双方のガス供給口７へと向かい発電積層部１２に設けられたガス供給用マニホールド５（図２参照）から燃料電池スタック１０へと供給される。このように、単管のガス供給配管３ａから複数のガス供給用マニホールド５へと酸化ガス又は燃料ガスを供給する場合には分岐型ガス流路２ａが用いられる。
【００２８】
（偏芯型ガス流路）
一方、図１に示すように符号“Ｃ”及び“Ｄ”で示すガス排気用マニホールド６から排出された酸化ガス又は燃料ガスは、それぞれ偏芯型ガス流路２ｂを通って燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に沿った方向にずらされ、符号“Ｃ”及び“Ｄ”で示すガス排気配管４ａへと排出される。この断面を図２（ｃ）のＣ−Ｃに示す。ガス排気用マニホールド６から排出されたガスは、ガス排気口８からガス連通部９を通り、それぞれガス接続口１４へと向かい発電積層部１２に設けられたガス供給用マニホールド５へと排出される。このように、ガス排気用マニホールド６から位置を偏芯させてガス排気配管４ａへと回収する場合には偏芯型ガス流路２ｂが用いられる。なお、図２（ａ）には、上述した分岐型ガス流路２ａ及び偏芯型ガス流路２ｂを図１のＡ−Ａ断面によりそれぞれ切断して示す。
【００２９】
（燃料電池エンドプレートの第２実施形態）
図３に、燃料電池エンドプレート１ｂの第２実施形態の概略構成を斜視図で示す。図３（ａ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの全体を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの平面図である。この第２実施形態は、上述したように、ガス供給配管３ｂ及びガス排気配管４ｂが、燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に接続する場合であり、図１０に示す燃料電池スタック１０の軸方向に向かうガス供給配管３ａ又はガス排気配管４ａが燃料電池エンドプレート１ｂに接続する場合である。燃料電池エンドプレート１ｂの偏芯型ガス流路２ｂにより、ガス供給配管３ｂを燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に沿った方向にずらして発電積層部１２に設けられたガス供給用マニホールド５に酸化ガス又は燃料ガスを供給する。そして、発電積層部１２に設けられたガス排気用マニホールド６から排気された酸化ガス又は燃料ガスを、偏芯型ガス流路２ｂにより燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に沿った方向にずらしてガス排気配管４ｂに排気する。
【００３０】
このように、図１０に示す従来の燃料電池スタック１０の軸方向に配置されるガス供給配管３ｂ及びガス排気配管４ｂがそのままガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６に接続するのではなく、図３（ｂ）に示す偏芯型ガス流路２ｂにより任意の位置に偏芯させてガスを供給して回収する。これにより、ガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６の配置の自由度が増大する。また、燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に接続されたガス供給配管３ｂ及びガス排気配管４ｂの位置をガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６の位置に合わせることなく任意の位置に設けることができる。
【００３１】
（燃料電池エンドプレートの第３実施形態）
図４に、燃料電池エンドプレート１ｂの第３実施形態の概略構成を斜視図で示す。この第３実施形態は、ガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａが、燃料電池エンドプレート１ｂの端面に接続する場合である。燃料電池エンドプレート１ｂは、直折型ガス流路２ｅによりガスの流路方向を縦方向に変更してガス供給用マニホールド５に酸化ガス又は燃料ガスを供給する。そして、ガス排気用マニホールド６から排気された酸化ガス又は燃料ガスを、直折型ガス流路２ｅによりガスの流路方向を横方向に変更してガス排気配管４ａに排気する。これにより、燃料電池エンドプレート１ｂの端面に横方向に接続されたガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａをマニホールドの位置に合わせることで簡易な構成で縦方向に流路を変更することができる。
【００３２】
（燃料電池エンドプレートの第４実施形態）
図５に、燃料電池エンドプレート１ｂの第４実施形態の概略構成を斜視図で示す。この第４実施形態は、ガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａが、燃料電池エンドプレート１ｂの端面に接続され、偏芯型ガス流路２ｂによりガス供給用マニホールド５からガスを供給し、ガス排気用マニホールド６から回収したガスをガス排気配管４ａから排出する場合の実施形態である。この実施形態では、ガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａは、共に複数本であるため、一方を酸化ガス供給配管とし、他方を燃料ガス供給配管とすることができる。また、一方を酸化ガス排気配管とし、他方を燃料ガス排気配管とすることもできる。
【００３３】
燃料電池エンドプレート１ｂの第４実施形態では、ガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６の双方に偏芯型ガス流路２ｂを用いる。すなわち、燃料電池エンドプレート１ｂの偏芯型ガス流路２ｂは、ガス供給配管３ａを燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に沿った方向にずらしてガス供給用マニホールド５に供給する。そして、ガス排気用マニホールド６から排気されたガスを偏芯型ガス流路２ｂにより燃料電池エンドプレート１ｂの平板面に沿った方向にずらしてガス排気配管４ａに排気する。
【００３４】
（燃料電池エンドプレートの第５実施形態）
図６に、燃料電池エンドプレート１ｂの第５実施形態の概略構成を示す斜視図で示す。本実施形態は、図１に示す第１実施形態のバリエーションである。すなわち、ガス供給配管３ａが符号“Ａ”及び“Ｂ”で示すように複数になり、それにより、ガス供給用流通孔１５が複数になった場合である。また、ガス排気配管４ａが符号“Ｃ”で示すように単数になり、それにより、ガス排気用流通孔１６が複数になった場合である。また、本実施形態では、第１実施形態の場合と逆にガス供給側に偏芯型ガス流路２ｂを用い、ガス排気側に分岐型ガス流路２ａを用いる。それ以外の構成は、図１の第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
（燃料電池エンドプレートの第６実施形態）
図７に、燃料電池エンドプレート１ｂの第６実施形態の概略構成を示す斜視図で示す。図７（ａ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの全体を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの平面図である。本実施形態は、ガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６の配置及びカバープレート１３上の配置を変更する場合の実施形態である。すなわち、通常は図４に示すように、ガス供給配管３ａ側（符号“Ａ”及び“Ｂ”）にガス供給用マニホールド５（符号“Ａ”及び“Ｂ”）が備えられ、ガス排気配管４ａ側（符号“Ｃ”及び“Ｄ”）にガス排気用マニホールド６（符号“Ｃ”及び“Ｄ”）が備えられる。しかし、図７のように、ガス供給配管３ａ側（符号“Ａ”及び“Ｂ”）にガス供給用マニホールド５（符号“Ｄ”及び“Ｂ”）が備えられ、ガス排気配管４ａ側（符号“Ｃ”及び“Ｄ”）にガス排気用マニホールド６（符号“Ｃ”及び“Ａ”）が備えられる場合がある。本実施形態では、燃料電池エンドプレート１ｂの曲折型ガス流路２ｃを用いてガスを誘導することができる。
【００３６】
（曲折型ガス流路）
すなわち、図７（ｂ）に示すように、複数のガス供給配管３ａのうち一方のガス供給配管３ａは、反対側のガス供給口７にＳ字型の曲折型ガス流路２ｃを用いて連結させ、他方のガス供給配管３ａは、同じ側のガス供給口７に偏芯型ガス流路２ｂを用いて連結させる。また、複数のガス排気配管４ａのうち一方のガス排気配管４ａは、反対側のガス排気口８にＳ字型の曲折型ガス流路２ｃを用いて連結させ、他方のガス排気配管４ａは、同じ側のガス排気口８に偏芯型ガス流路２ｂを用いて連結させる。この方法により、ガス供給用マニホールド（符号“Ａ”及び“Ｂ”）とガス排気用マニホールド（符号“Ｃ”及び“Ｄ”）との捻じれた配置が可能になる。
【００３７】
（燃料電池エンドプレートの第７実施形態）
図８に、燃料電池エンドプレート１ｂの第７実施形態の概略構成を斜視図で示す。図８（ａ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの全体を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、燃料電池エンドプレート１ｂの平面図である。本実施形態は、ガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６の個数及びカバープレート１３上の個数を変更する場合の実施形態である。すなわち、本実施形態では、ガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６がそれぞれ３本であり、カバープレート１３上の孔の個数もそれに合わせてガス供給用流通孔１５及びガス排気用流通孔１６がそれぞれ３か所ずつとなる。ガス供給配管３ａ及びガス排気配管４ａは、図４の第３実施形態と同じであるため、ガス供給配管３ａのうちの一方は、２個のガス供給口７にガスを供給しなければならない。また、ガス排気配管４ａのうちの一方は、２個のガス排気口８からガスを回収しなければならない。本実施形態では、燃料電池エンドプレート１ｂの分配型ガス流路２ｄを用いてガスを誘導することができる。
【００３８】
（分配型ガス流路）
すなわち、図８（ｂ）に示すように、複数のガス供給配管３ａのうち一方のガス供給配管３ａは、２個のガス供給口７に対して分配型ガス流路２ｄを用いて連続して流路で連結させ、他方のガス供給配管３ａは、同じ側のガス供給口７に偏芯型ガス流路２ｂを用いて連結させる。複数のガス排気配管４ａのうち一方のガス排気配管４ａは、２個のガス排気口８に対してコの字型の分配型ガス流路２ｄを用いて連続して流路で連結させ、他方のガス排気配管４ａは、同じ側のガス排気口８に偏芯型ガス流路２ｂを用いて連結させる。この方法により、３個以上のガス供給用マニホールド５（符号“Ａ”及び“Ｂ”）と３個以上のガス排気用マニホールド６（符号“Ｃ”及び“Ｄ”）に対応したガス供給或いはガス排気が可能になる。
【００３９】
以上の実施形態１〜７では、燃料電池エンドプレート１は、下側エンドプレート１ｂの場合に限定し、燃料電池エンドプレート１ｂに設けられたガス流路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅにより燃料電池の多様な酸化ガス及び燃料ガスの供給又は回収を可能にする発明について説明したが、本発明の燃料電池エンドプレート１は、下側エンドプレート１ｂに限らず上側エンドプレート１ａに設けられても良い。以下、図９及び図１０を用いて説明する。
【００４０】
（燃料電池エンドプレート他の実施例）
図９に、燃料電池エンドプレート１が上側エンドプレート１ａの場合の実施例を示す。すなわち、図４の燃料電池エンドプレート１ｂが上側エンドプレート１ａになった場合である。燃料電池エンドプレート１が上側エンドプレート１ａに設けられた場合には、ガス供給配管３ａ，３ｂ、ガス排気配管４ａ，４ｂ、及びガス流路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅも上側に設けられる。また、図８に示すように、ガス供給配管３ａから供給された酸化ガス及び燃料ガスは、符号“Ａ”及び“Ｂ”で示すように図４とは逆に下側に向けてガス供給用流通孔１５に供給され、ガス排気用流通孔１６から排出されたガスは、符号“Ｃ”及び“Ｄ”で示すように図４とは逆に上側に向けてガス排気用配管４ａから回収される。なお、この実施例では、燃料電池エンドプレート１の第１実施形態から第７実施形態の全ての形態が適用可能である。
【００４１】
図１０に、上側エンドプレート１ａ及び下側エンドプレート１ｂによりガス供給及びガス排気をそれぞれ分離する場合の実施例を示す。この場合、偏芯型ガス流路２ｂは、上側エンドプレート１ａ及び下側エンドプレート１ｂの双方にそれぞれ設けられる。そして、下側エンドプレート１ｂに接続するガス供給配管３ａから供給された、燃料電池スタック１０の下端又は上端に設けられた上側エンドプレート１ａ，下側エンドプレート１ｂの他端に接続するガス排気配管４ａにそれぞれ接続する。
【００４２】
燃料電池エンドプレート１ａ，１ｂは、発電積層部１２のガス供給用マニホールド５及びガス排気用マニホールド６とは、ガス供給用流通孔１５及びガス排気流通孔１６をそれぞれ有するカバープレート１３を備える。このカバープレート１３を燃料電池エンドプレート１ａ，１ｂに重ねて、発電積層部１２のスタック積層方向をボルト２７及びナット２８を用いて密着させ、ガスが燃料電池エンドプレート１ａ，１ｂと発電積層部１２とを流通する際のガス漏れが防止できる。また、例えば、カバープレート１３と燃料電池エンドプレート１ａ，１ｂとの間に、圧縮ばねを組み込んでスタック積層方向をボルト２７及びナット２８により圧縮することでガス漏れを防止しても良い。また、このカバープレート１３を燃料電池エンドプレート１ａ，１ｂにロウ付け又は溶接により接合してガス漏れを防止しても良い。さらに、このカバープレート１３を用いずに燃料電池エンドプレート１ａ，１ｂのガス流路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを対向する燃料電池スタック１０において直接封止しても良い。
【００４３】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ、及び配置関係については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って、本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  燃料電池エンドプレート，１ａ  燃料電池エンドプレート（上側），１ｂ  燃料電池エンドプレート（下側）、２ａ  分岐型ガス流路，２ｂ  偏芯型ガス流路，２ｃ  曲折型ガス流路，２ｄ  分配型ガス流路，２ｅ  直折型ガス流路、３ａ  （横方向）ガス供給配管，３ｂ  （縦方向）ガス供給配管、４ａ  （横方向）ガス排気配管，４ｂ  （縦方向）ガス排気配管、５  ガス供給用マニホールド、６  ガス排気用マニホールド、７  ガス供給口、８  ガス排気口、９  ガス連通部、１０  燃料電池スタック、１２  発電積層部、１３  カバープレート、１４  ガス接続口、１５  ガス供給用流通孔、１６  ガス排気用流通孔，２１  燃料極側セパレータ、２２  空気極側セパレータ、２３  電解質、２４  燃料極（アノード）、２５  空気極（カソード）、２６  単セル、２７  ボルト、２８  ナット。
【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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【図１２】
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