(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層方向に沿って互いに積層された複数の燃料電池単セルを含む積層体と、
前記積層体の前記積層方向の一端面に対面配置された第１のエンドプレートと、
前記積層体の前記積層方向の他端面に対面配置されたプレッシャプレートと、
前記プレッシャプレートから前記積層方向の外側に離間された位置において前記第１のエンドプレートに固定された第２のエンドプレートと、
前記第２のエンドプレートに取り付けられ、前記プレッシャプレートを前記第１のエンドプレートに向けて押圧することにより前記積層体を前記積層方向に圧縮する圧縮部材と、
を備え、
前記積層体内に、前記積層体の前記一端面を横切り前記積層体内を貫通して前記積層方向に延びるガス通路が設けられ、前記燃料電池単セルに設けられた燃料ガス流通路又は酸化剤ガス流通路が前記ガス通路に連通されている、
燃料電池スタックにおいて、
前記第２のエンドプレート及び前記プレッシャプレートを貫通し、更に前記積層体の前記他端面を横切り前記積層体内を貫通して前記ガス通路に到る貫通孔と、
前記貫通孔内に配置され、前記ガス通路と前記燃料電池スタックの外部とを互いに連通する入れ子式の導管と、
を更に備え、
前記導管が、前記第２のエンドプレートに保持された第１の導管部分と、前記プレッシャプレート及び前記積層体に保持された第２の導管部分と、を備え、
前記第２の導管部分の管状部分内に前記第１の導管部分の管状部分が受容されるか、又は、前記第１の導管部分の管状部分内に前記第２の導管部分の管状部分が受容されており、
前記第１の導管部分及び前記第２の導管部分は、前記積層方向に互いに相対移動可能であり、それにより、前記導管の前記積層方向の長さが調節可能である、
燃料電池スタック。
【請求項２】
前記積層体が、前記複数の燃料電池単セルから形成される積層セルと、前記積層セルの積層方向の一端面に対面配置された第１のターミナルプレートと、前記第１のターミナルプレートの積層方向ＬＳの一端面に対面配置された第１のインシュレータプレートと、前記積層セルの積層方向の他端面に対面配置された第２のターミナルプレートと、前記第２のターミナルプレートの積層方向の他端面に対面配置された第２のインシュレータプレートと、を備え、前記第２のインシュレータプレートが前記第２の導管部分と一体的に形成されている、請求項１に記載の燃料電池スタック。
【請求項３】
前記第２の導管部分の管状部分の内径が前記第１の導管部分の管状部分の外径よりも大きく設定され、それにより前記第２の導管部分の管状部分内に前記第１の導管部分の管状部分が受容されている、請求項１又は２に記載の燃料電池スタック。
【請求項４】
前記第２の導管部分の管状部分の外径が前記プレッシャプレートにおける前記貫通孔の内径にほぼ一致している、請求項３に記載の燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層方向に沿って互いに積層された複数の燃料電池単セルを含む積層体と、積層体の積層方向の一端面に対面配置された第１のエンドプレートと、積層体の積層方向の他端面に対面配置されたプレッシャプレートと、プレッシャプレートから積層方向の外側に離間された位置において第１のエンドプレートに固定された第２のエンドプレートと、第２のエンドプレートに取り付けられ、プレッシャプレートを第１のエンドプレートに向けて押圧することにより積層体を積層方向に圧縮する圧縮部材と、を備えた、燃料電池スタックが公知である（例えば、特許文献１参照）。燃料電池単セルの厚みには製造誤差が含まれ、積層体の積層方向の寸法にはバラツキが生じる。上述の燃料電池スタックでは、プレッシャプレートが第１のエンドプレートに向けて移動可能であるので、積層体の寸法のバラツキが吸収される。この場合、プレッシャプレートの移動量は燃料電池単セル等の厚みの製造誤差に依存し、したがって燃料電池スタックごとに異なる。
【０００３】
一方、積層体内に、積層体の一端面を横切り積層体内を貫通して積層方向にそれぞれ延びる水素通路及び空気通路が設けられ、燃料電池単セルに設けられた水素ガス流通路又は空気流通路が水素通路及び空気通路にそれぞれ連通されている、燃料電池スタックも公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５１６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料電池単セルにおいて水素と酸素との電気化学反応が行なわれると、電力が発生されると共に、水が生成される。この水の一部は燃料電池単セルから流出する水素又は空気によって燃料電池単セル外ないし燃料電池スタック外に運び出される。ところが、残りの水が燃料電池単セル内で凝縮し、この凝縮水が過剰に燃料電池スタック内に滞留すると、燃料電池単セルの発電性能が低下する。そこで、燃料電池スタックから凝縮水を排出する何らかの手立てが必要となる。
【０００６】
この点、第２のエンドプレート及びプレッシャプレートを貫通し、更に積層体の他端面を横切って水素通路又は空気通路に到る貫通孔を燃料電池スタックに設け、水素通路又は空気通路と燃料電池スタック外部とを連通する導管を貫通孔内に配置すれば、燃料電池単セル内ないし燃料電池スタック内の凝縮水を、水素通路又は空気通路と導管とを順次介して燃料電池スタック外部に排出することが可能となる。ところが、上述した特許文献１の燃料電池スタックでは、燃料電池スタックごとに、プレッシャプレートと第２のエンドプレートとの間の距離が異なるおそれがある。このため、特許文献１に記載の燃料電池スタックでは、燃料電池スタックごとに長さの異なる複数種類の導管を用意するか、又は、燃料電池スタックを製造するたびに導管の長さを調整するための加工が必要となるおそれがある。したがって、燃料電池スタックの製造コストが増大し、又は、生産性が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、積層方向に沿って互いに積層された複数の燃料電池単セルを含む積層体と、前記積層体の前記積層方向の一端面に対面配置された第１のエンドプレートと、前記積層体の前記積層方向の他端面に対面配置されたプレッシャプレートと、前記プレッシャプレートから前記積層方向の外側に離間された位置において前記第１のエンドプレートに固定された第２のエンドプレートと、前記第２のエンドプレートに取り付けられ、前記プレッシャプレートを前記第１のエンドプレートに向けて押圧することにより前記積層体を前記積層方向に圧縮する圧縮部材と、を備え、前記積層体内に、前記積層体の前記一端面を横切り前記積層体内を貫通して前記積層方向に延びるガス通路が設けられ、前記燃料電池単セルに設けられた燃料ガス流通路又は酸化剤ガス流通路が前記ガス通路に連通されている、燃料電池スタックにおいて、前記第２のエンドプレート及び前記プレッシャプレートを貫通し、更に前記積層体の前記他端面を横切り前記積層体内を貫通して前記ガス通路に到る貫通孔と、前記貫通孔内に配置され、前記ガス通路と前記燃料電池スタックの外部とを互いに連通する入れ子式の導管と、を更に備えた、燃料電池スタックが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
燃料電池スタックの製造コストを低く維持し生産性を高く維持しつつ、燃料電池スタックから凝縮水を良好に排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】燃料電池スタックの全体側面図である。
【図２】燃料電池スタックにおける流体流れを説明する概略図である。
【図３】燃料電池スタックの部分拡大断面図である。
【図４】燃料電池単セルのセパレータの平面図である。
【図５】第２のターミナルプレートの別の実施例の平面図である。
【図６】本発明による別の実施例の燃料電池スタックの部分拡大断面図である。
【図７】本発明による更に別の実施例の燃料電池スタックの部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、全体として直方体形状をなしている燃料電池スタック１は積層体２を備えている。この積層体２は、複数の燃料電池単セル３ｃを積層方向ＬＳに沿って互いに積層した積層セル３と、積層セル３の積層方向ＬＳの一端面３ａに対面配置された第１のターミナルプレート４ａと、第１のターミナルプレート４ａの積層方向ＬＳの一端面４ａａに対面配置された第１のインシュレータプレート５ａと、積層セル３の積層方向ＬＳの他端面３ｂに対面配置された第２のターミナルプレート４ｂと、第２のターミナルプレート４ｂの積層方向ＬＳの他端面４ｂｂに対面配置された第２のインシュレータプレート５ｂと、を備える。図１に示される実施例では、積層体２の積層方向ＬＳの一端面２ａは第１のインシュレータプレート５ａの積層方向ＬＳの一端面により形成され、積層体２の積層方向ＬＳの他端面２ｂは第２のインシュレータプレート５ｂの積層方向ＬＳの他端面により形成される。燃料電池単セル３ｃは、水素ガスのような燃料ガスと、酸素ないし空気のような酸化剤ガスとの電気化学反応により電力を発生する。
【００１１】
燃料電池スタック１は更に、積層体２の積層方向ＬＳの一端面２ａに対面配置された第１のエンドプレート６ａと、積層体２の積層方向ＬＳの他端面２ｂに対面配置されたプレッシャプレート７と、プレッシャプレート７から積層方向ＬＳの外側に離間された位置において例えば一対のテンションプレート８により第１のエンドプレート６ａに固定された第２のエンドプレート６ｂと、第２のエンドプレート６ｂに取り付けられ、プレッシャプレート７を第１のエンドプレート６ａに向けて押圧することにより積層体２を積層方向ＬＳに圧縮する圧縮部材９と、を備える。図１に示される実施例では、圧縮部材９はネジから構成され、第２のエンドプレート６ｂに形成されたネジ孔に螺合される。プレッシャプレート７は第１のエンドプレート６ａ及び第２のエンドプレート６ｂに対し積層方向ＬＳに移動可能であり、圧縮部材９の先端はプレッシャプレート７に当接している。その結果、圧縮部材９がねじ込まれると、プレッシャプレート７が第１のエンドプレート６ａに向けて押圧され、したがって積層体２が積層方向ＬＳに圧縮され、保持される。このようにすると、燃料電池単セル３ｃ等の寸法の製造誤差を吸収しつつ、積層体２に圧縮力を付与することができる。なお、図１においてＳはプレッシャプレート７と第２のエンドプレート６ｂとの間に形成された隙間を示している。
【００１２】
燃料電池単セル３ｃ、第１のターミナルプレート４ａ、第２のターミナルプレート４ｂ、第１のインシュレータプレート５ａ、第２のインシュレータプレート５ｂ、及びプレッシャプレート７は互いにほぼ同じ大きさの長方形状をなしている。燃料電池単セル３ｃは互いに電気的に直列に接続される。第１のターミナルプレート４ａ及び第２のターミナルプレート４ｂは導電性材料から形成され、燃料電池単セル３ｃないし積層セル３と電気的に接続される。一方、第１のインシュレータプレート５ａ及び第２のインシュレータプレート５ｂは電気絶縁性材料から形成される。更に、プレッシャプレート７は金属材料ないし導電性材料から形成される。第１のエンドプレート６ａ及び第２のエンドプレート６ｂは燃料電池単セル３ｃ等よりも若干大きい長方形状をなしている。第１のエンドプレート６ａ、第２のエンドプレート６ｂ、テンションプレート８、及び圧縮部材９は金属材料ないし導電性材料から形成される。
【００１３】
図２は、燃料電池単セル３ｃ及び燃料電池スタック１における流体流れを概略的に示している。図２を参照すると、燃料電池単セル３ｃは、板状の膜電極接合体３ｃｍと、膜電極接合体３ｃｍのアノード極側に設けられた水素ガス流通路３ｃｈと、膜電極接合体３ｃｍのカソード極側に設けられた空気流通路３ｃａと、をそれぞれ備える。水素ガス流通路３ｃｈ及び空気流通路３ｃａは積層方向ＬＳに対しほぼ垂直に延びている。
【００１４】
一方、積層体２内には、積層体２の一端面２ａを横切り積層体２内を貫通して積層方向ＬＳにそれぞれ延びる水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ、空気流入通路１０ａｉ、及び、空気流出通路１０ａｏが設けられる。本発明による実施例では、積層方向ＬＳに延びる燃料電池スタック１の中心軸線の一側、例えば図１における手前側に水素ガス流出通路１０ｈｏ及び空気流入通路１０ａｉが設けられ、燃料電池スタック１の中心軸線の他側、例えば図１における奥側に水素ガス流入通路１０ｈｉ及び空気流出通路１０ａｏが設けられる。水素ガス流入通路１０ｈｉは燃料電池単セル３ｃの水素ガス流通路３ｃｈの入口にそれぞれ連結され、水素ガス流出通路１０ｈｏは燃料電池単セル３ｃの水素ガス流通路３ｃｈの出口にそれぞれ連結される。また、空気流入通路１０ａｉは燃料電池単セル３ｃの空気流通路３ｃａの入口にそれぞれ連結され、空気流出通路１０ａｏは燃料電池単セル３ｃの空気流通路３ｃａの出口にそれぞれ連結される。
【００１５】
なお、本発明による実施例では、積層方向ＬＳに延びる燃料電池スタック１の中心軸線の一側、例えば図１における手前側に水素ガス流通路３ｃｈの出口及び空気流通路３ｃａの入口が配置され、燃料電池スタック１の中心軸線の他側、例えば図１における奥側に水素ガス流通路３ｃｈの入口及び空気流通路３ｃａの出口が配置される。その結果、おおまかに言うと、水素ガスは水素ガス流通路３ｃｈ内を図１において奥側から手前側に流れ、空気は空気流通路３ｃａ内を図１において手前側から奥側に流れる。したがって、水素ガス流通路３ｃｈ内を流れる水素ガスの向きと、空気流通路３ｃａ内を流れる空気の向きとが互いにほぼ逆向きになっている。すなわち、燃料電池スタック１は向流式の燃料電池スタックから構成される。図示しない別の実施例では、燃料電池スタック１０は並流式の燃料電池スタックから構成される。すなわち、燃料電池スタック１の中心軸線の一側に水素ガス流通路３ｃｈの出口及び空気流通路３ｃａの出口が配置され、燃料電池スタック１の中心軸線の他側に水素ガス流通路３ｃｈの入口及び空気流通路３ｃａの入口が配置され、したがって水素ガス流通路３ｃｈ内を流れる水素ガスの向きと、空気流通路３ｃａ内を流れる空気の向きとが互いにほぼ同じ向きになっている。
【００１６】
第１のエンドプレート６ａには、第１のエンドプレート６ａ内をそれぞれ貫通する水素ガス入口１１ｈｉ、水素ガス出口１１ｈｏ、空気入口１１ａｉ、及び、空気出口１１ａｏが形成される。水素ガス流入通路１０ｈｉは水素ガス入口１１ｈｉに連結され、水素ガス入口１１ｈｉは水素タンクのような水素ガス源（図示しない）に連結される。水素ガス流出通路１０ｈｏは水素ガス出口１１ｈｏに連結される。一方、空気流入通路１０ａｉは空気入口１１ａｉに連結され、空気入口１１ａｉはコンプレッサのような空気源（図示しない）に連結される。空気流出通路１０ａｏは空気出口１１ａｏに連結される。なお、図１では空気入口１１ａｉ及び水素ガス出口１１ｈｏのみが図示されている。
【００１７】
水素ガス源から水素ガス流入通路１０ｈｉに供給された水素ガスは次いで水素ガス流通路３ｃｈ内に流入し、空気源から空気流入通路１０ａｉに供給された空気は次いで空気流通路３ｃａ内に流入する。このようにして燃料電池単セル３ｃに水素ガス及び空気が供給される。燃料電池単セル３ｃに水素ガス及び空気が供給されると、上述したように燃料電池単セル３ｃにおいて水素ガスと酸素との電気化学反応（Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−，（１／２）Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ）が起こり、電力が発生される。この発生された電力は例えば電動車両のモータジェネレータ（図示しない）に送られる。その結果、モータジェネレータが車両駆動用の電気モータとして作動され、車両が駆動される。過剰の水素ガスは水素ガス流出通路１０ｈｏ及び水素ガス出口１１ｈｏを介して燃料電池スタック１の外部に流出し、過剰の空気は空気流出通路１０ａｏ及び空気出口１１ａｏを介して燃料電池スタック１の外部に流出する。
【００１８】
なお、互いに隣接する燃料電池単セル３ｃ同士間には冷却水流通路が形成されている。また、積層体２内には、積層体２の一端面２ａを横切り積層体２内を貫通して積層方向ＬＳにそれぞれ延びる冷却水流入通路及び冷却水流出通路が形成されている。冷却水流入通路は冷却水流通路の入口にそれぞれ連結され、冷却水流出通路は冷却水流通路の出口にそれぞれ連結される。第１のエンドプレート６ａには、第１のエンドプレート６ａ内をそれぞれ貫通する冷却水入口及び冷却水出口が形成され、冷却水流入通路及び冷却水通路は冷却水入口及び冷却水出口にそれぞれ連結される。冷却水入口は冷却水ポンプの出口に連結され、冷却水出口は冷却水ポンプの入口に連結される。
【００１９】
図１及び図２と共に図３を参照すると、燃料電池スタック１には、第２のエンドプレート６ｂ及びプレッシャプレート７を貫通し、更に積層体２の他端面２ｂを横切り積層体２内を貫通して、すなわち第２のインシュレータプレート５ｂ及び第２のターミナルプレート４ｂを貫通して、水素ガス流出通路１０ｈｏに到る貫通孔１２が設けられる。この場合、貫通孔１２は、第２のエンドプレート６ｂ内に形成された貫通孔部分１２ａと、プレッシャプレート７内に形成された貫通孔部分１２ｂと、第２のインシュレータプレート５ｂ内に形成された貫通孔部分１２ｃと、第２のターミナルプレート４ｂ内に形成された貫通孔部分１２ｄと、を備える。本発明による実施例では、貫通孔１２は積層方向ＬＳに延びている。この貫通孔１２内には、水素ガス流出通路１０ｈｏと燃料電池スタック１の外部とを互いに連通する導管１３が配置される。導管１３には例えば電磁式の遮断弁（図示しない）が連結されている。遮断弁は通常は閉弁されており、遮断弁が開弁されると、水素ガス流出通路１０ｈｏ内に滞留する凝縮水が導管１３を介し燃料電池スタック１の外部に排出される。第１のエンドプレート６ａが第２のエンドプレート６ｂより高くなるように燃料電池スタック１が傾斜して配置される場合には、導管１３を介する液水の排出が促進される。
【００２０】
特に本発明による実施例では、導管１３は入れ子式の導管から構成される。すなわち、導管１３は、管状部分１３ａｐ及びフランジ状部分１３ａｆを有する第１の導管部分１３ａと、管状部分１３ｂｐ及びフランジ状部分１３ｂｆを有する第２の導管部分１３ｂとを備える。図３に示される実施例では、第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐの内径は第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐの外径よりもわずかに大きく設定されており、第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐ内に第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐが受容される。その結果、第１の導管部分１３ａ及び第２の導管部分１３ｂは互いに積層方向ＬＳに関し相対移動可能であり、したがって導管１３の積層方向ＬＳの長さを調節することができる。第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐの内周面と第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐの外周面との間にはＯリングのような環状シール１３ｓが配置される。図３に示される実施例では更に、第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐの外径は、第２のエンドプレート６ｂ内に形成された貫通孔部分１２ａの内径と、プレッシャプレート７内に形成された貫通孔部分１２ｂの内径よりも小さく設定される。
【００２１】
図３に示される実施例において第１の導管部分１３ａは第２のエンドプレート６ｂに保持されている。すなわち、第１の導管部分１３ａのフランジ状部分１３ａｆは第２のエンドプレート６ｂの外端面６ｂｂに当接する。このフランジ状部分１３ａｆと第２のエンドプレート６ｂの外端面６ｂｂとの間には、貫通孔１２を囲むように配置された環状シール１３ａｓが配置される。一方、図３に示される実施例において第２の導管部分１３ｂはプレッシャプレート７及び積層体２に保持されている。すなわち、第２の導管部分１３ｂのフランジ状部分１３ｂｆは積層方向ＬＳに関し、第２のターミナルプレート４ｂと、積層体２に含まれる燃料電池単セル３ｃのセパレータ３ｃｓとの間に把持される。また、第２の導管部分１３ｂのフランジ状部分１３ｂｆには環状の凹溝１３ｂｄが形成されており、この凹溝１３ｂｄ内には隣接する燃料電池単セル３ｃのセパレータ３ｃｓのガスケット１４ｈｏが受容される。
【００２２】
すなわち、各燃料電池単セル３ｃは膜電極接合体３ｃｍの両側に板状のセパレータを備えており、膜電極接合体３ｃｍとセパレータとの間に上述した水素ガス流通路３ｃｈ及び空気流通路３ｃａがそれぞれ画定される。セパレータは導電性材料から形成され、膜電極接合体３ｃｍ及び隣接する燃料電池単セル３ｃのセパレータとそれぞれ電気的に接続される。図４はセパレータ３ｃｓの一例を示している。図４に示されるセパレータ３ｃｓはその一側に、空気流入通路１０ａｉ、冷却水流出通路１０ｗｏ及び水素ガス流出通路１０ｈｏを備え、他側に空気流出通路１０ａｏ、冷却水流入通路１０ｗｉ及び水素ガス流入通路１０ｈｉを備える。また、これら水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ、空気流入通路１０ａｉ、及び、空気流出通路１０ａｏはそれぞれ対応する環状のガスケット１４ｈｉ，１４ｈｏ，１４ａｉ，１４ａｏにより囲まれている。更に、セパレータ３ｃｓとこれに隣接する燃料電池単セル３ｃのセパレータとの間に形成される上述した冷却水流通路３ｃｗは、冷却水流入通路１０ｗｉ及び冷却水流出通路１０ｗｏと共に共通の環状のガスケット１４ｗにより囲まれている。ガスケット１４ｈｉ，１４ｈｏ，１４ａｉ，１４ａｏ，１４ｗは弾性を有する電気絶縁性材料から形成される。図３に示される例では、水素ガス流出通路１０ｈｏ周りのガスケット１４ｈｏが凹溝１３ｂｄ内に受容されている。
【００２３】
さて、本発明による実施例では、上述したように、プレッシャプレート７が圧縮部材９により第１のエンドプレート６ａに向けて移動され、それによって積層体２が保持される。この場合のプレッシャプレート７の移動量は燃料電池単セル３ｃ等の寸法の製造誤差に依存する。このため、燃料電池スタック１ごとに、プレッシャプレート７と第２のエンドプレート６ｂとの間の積層方向ＬＳの距離が異なるおそれがある。しかしながら、本発明による実施例では、導管１３の積層方向ＬＳの長さを調節することができるので、燃料電池スタック１ごとに導管１３の積層方向ＬＳ長さを燃料電池スタック１ごとに最適に調節することができる。したがって、燃料電池スタック１の製造コストを低く維持し生産性を高く維持しつつ、燃料電池スタック１から凝縮水を良好に排出させることができる。
【００２４】
しかも、燃料電池単セル３ｃのセパレータ３ｃｓのガスケット１４ｈｏが第２の導管部分１３ｂの凹溝１３ｂｄ内に受容されるので、特別な部品を追加することなく、すなわち製造コストを高めることなく、水素ガス流出通路１０ｈｏと導管１３との間に良好なシールを確保することができる。すなわち、燃料電池スタック１の気密性及び液密性を確保することができる。
【００２５】
図５は第２のターミナルプレート４ｂの別の実施例を示している。図５に示される例では、第２のターミナルプレート４ｂは、図４に示したセパレータ３ｃｓに切り欠き１５を設け、それによりセパレータ３ｃｓから水素ガス流出通路１０ｈｏ及びガスケット１４ｈｏを除去したものに相当する。すなわち、セパレータ３ｃｓを流用して第２のターミナルプレート４ｂが形成される。したがって、燃料電池スタック１の製造コストを更に低減できる。
【００２６】
図６は、本発明による別の実施例を示している。図６に示される実施例は、第２のインシュレータプレート５ｂが導管１３の第２の導管部分１３ｂと一体的に形成されている点で、図３に示される実施例と構成を異にしている。具体的には、第２の導管部分１３ｂのフランジ状部分１３ｂｆから、プレッシャプレート７と第２のターミナルプレート４ｂとの間を第２のインシュレータプレート５ｂが延びている。
【００２７】
図６に示される実施例では、第２のインシュレータプレート５ｂと第２の導管部分１３ｂとは一体成形により形成される。図示しない別の実施例では、第２のインシュレータプレート５ｂと第２の導管部分１３ｂとは互いに別個に形成され、結合される。また、図６に示される実施例では、第２のインシュレータプレート５ｂと第２の導管部分１３ｂとは同じ材料から形成される。図示しない別の実施例では、第２のインシュレータプレート５ｂと第２の導管部分１３ｂとは互いに異なる材料から形成される。
【００２８】
図３に示される実施例では、第２のインシュレータプレート５ｂと第２のターミナルプレート４ｂとは互いに圧接されるけれども、第２のインシュレータプレート５ｂと第２のターミナルプレート４ｂとの間にわずかな隙間が形成される場合がある。一方、燃料電池スタック１の表面に結露水が形成される場合がある。この場合、この結露水が第２のインシュレータプレート５ｂと第２のターミナルプレート４ｂとの間の隙間を通り、第２インシュレータプレート５ｂの貫通孔部分１２ｃを通り、プレッシャプレート７に到るおそれがある。この場合、第２のターミナルプレート４ｂとプレッシャプレート７とが結露水により電気的に接続されてしまう。その結果、プレッシャプレート７が高電位になり、圧縮部材９、第２のエンドプレート６ｂ、テンションプレート８、及び第１のエンドプレート６ａも高電位になる。このため、作業者が感電するおそれがある。
【００２９】
そこで本発明による別の実施例では、第２のインシュレータプレート５ｂと第２の導管部分１３ｂとを一体的に形成し、それにより第２のインシュレータプレート５ｂと第２のターミナルプレート４ｂとの間の隙間を通った結露水がプレッシャプレート７に到るのを阻止するようにしている。その結果、第２のターミナルプレート４ｂとプレッシャプレート７との電気的接続を阻止することができ、第１のエンドプレート６ａ、テンションプレート８、及び第２のエンドプレート６ｂを低電位に維持することができる。
【００３０】
図７は、本発明による更に別の実施例を示している。図７に示される実施例は、第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐの内径が第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐの外径よりもわずかに大きく設定されており、第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐ内に第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐが受容される点、及び、例えばモールド成形により、第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐとプレッシャプレート７とが一体的に形成される点で、図６に示される実施例と構成を異にしている。この場合、環状シール１３ｓは第１の導管部分１３ａの管状部分１３ａｐの外周面と第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐの内周面との間に配置される。
【００３１】
この場合、第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐの外径はその全長に亘り、プレッシャプレート７に形成された貫通孔部分１２ｂの内径にほぼ一致する。言い換えると、管状部分１３ｂｐの外周面の全体が貫通孔部分１２ｂの内周面に密着する。その結果、第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐの肉厚を薄くしても、管状部分１３ｂｐの強度を確保することができる。このため、プレッシャプレート７の貫通孔部分１２ｂの内径を小さく設定でき、したがって導管１３の配置のために必要な空間を低減することができる。
【００３２】
更に、図７に示される実施例では、第２の導管部分１３ｂの管状部分１３ｂｐと、プレッシャプレート７と、第２のインシュレータプレート５ｂとが一体的に形成されるということにもなる。その結果、燃料電池スタック１の組み立て時に第２の導管部分１３ｂを正規の位置に確実に保持することができ、したがって燃料電池スタック１の組み立てが容易になる。
【００３３】
これまで述べてきた各実施例では、水素ガス流出通路１０ｈｏに到る貫通孔１２が設けられ、水素ガス流出通路１０ｈｏに導管１３が連通される。図示しない別の実施例では、水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ、空気流入通路１０ａｉ、及び、空気流出通路１０ａｏのうち少なくとも１つに到る貫通孔１２が設けられ、水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ、空気流入通路１０ａｉ、及び、空気流出通路１０ａｏのうち少なくとも１つに導管１３が連通される。具体的な一例では、水素ガス流出通路１０ｈｏ及び空気流出通路１０ａｏにそれぞれ到る貫通孔１２が設けられ、水素ガス流出通路１０ｈｏ及び空気流出通路１０ａｏにそれぞれ導管１３が連通される。別の例では、水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ及び空気流出通路１０ａｏにそれぞれ到る貫通孔１２が設けられ、水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ及び空気流出通路１０ａｏにそれぞれ導管１３が連通される。更に別の例では、水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ、空気流入通路１０ａｉ、及び、空気流出通路１０ａｏのすべてに到る貫通孔１２が設けられ、水素ガス流入通路１０ｈｉ、水素ガス流出通路１０ｈｏ、空気流入通路１０ａｉ、及び、空気流出通路１０ａｏのすべてにそれぞれ導管１３が連通される。
【符号の説明】
【００３４】
１    燃料電池スタック
２    積層体
３ｃ    燃料電池単セル
６ａ    第１のエンドプレート
６ｂ    第２のエンドプレート
７    プレッシャプレート
９    圧縮部材
１０ｈｏ    水素ガス流出通路
１２    貫通孔
１３    導管
ＬＳ    積層方向
【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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