(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料を均一に分布させることができると共に、適当な排水能力を持ち、安定した性能を有する燃料電池パック及び燃料電池アセンブリを提供する。【解決手段】燃料電池パックであって、２≦Ｎ≦３０００とするＮ個の膜電極接合体１１と、第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２とを備え、それらが連結されるＮ−１個の導電接続プレート２０と、Ｎ−１番目の導電接続プレートの第２極導電性プレートに対応する独立した第１極導電性プレート３０と、１番目の導電接続プレートの第１極導電性プレートに対応する独立した第２極導電性プレート４０と、を含む。上記構造を介して各膜電極接合体が各第１極導電性プレートと各第２極導電性プレートの間に設けられ、各対応する膜電極接合体と各第１極導電性プレートと各第２極導電性プレートで燃料電池ユニットを形成する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
Ｎが自然数で、且つ、２≦Ｎ≦３０００とするＮ個の膜電極接合体と、
第１極導電性プレートと第２極導電性プレートとを備え、前記第１極導電性プレートと前記第２極導電性プレートとが連結されるＮ−１個の導電接続プレートと、
Ｎ−１番目の前記導電接続プレートの第２極導電性プレートに対応する独立した第１極導電性プレートと、
１番目の前記導電接続プレートの第１極導電性プレートに対応する独立した第２極導電性プレートと、を含み、
上記構造を介して各前記膜電極接合体が各前記第１極導電性プレートと各前記第２極導電性プレートの間に設けられ、各対応する前記膜電極接合体と各前記第１極導電性プレートと各前記第２極導電性プレートが燃料電池ユニットを形成することで、Ｎ個の燃料電池ユニットが形成され、且つ、Ｎ≧３の時ｎ番目の前記導電接続プレートの第２極導電性プレートとｎ＋１番目の前記導電接続プレートの第１極導電性プレートとが対応し、ｎが１〜Ｎ−２の自然数となることを特徴とする燃料電池パック。
【請求項２】
各前記導電接続プレートの前記第１極導電性プレート、及び、前記第２極導電性プレートは、階段状に配列されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池パック。
【請求項３】
各前記導電接続プレートの前記第１極導電性プレート、及び、前記第２極導電性プレートは、一体成形になることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池パック。
【請求項４】
各前記第２極導電性プレートと前記独立した第２極導電性プレートは、いずれも流体通路と流体通路の周囲に位置する凸面構造とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の燃料電池パック。
【請求項５】
前記凸面構造は、対応の膜電極接合体と接触することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池パック。
【請求項６】
各前記第２極導電性プレートと前記独立した第２極導電性プレートは、いずれも、反応燃料が順番通り前記Ｎ個の燃料電池ユニットに流れ込むための複数の貫通孔を含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池パック。
【請求項７】
その一面がｎ番目の前記第２極導電性プレートと前記独立した第２極導電性プレートと連結する流体分配部材を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の燃料電池パック。
【請求項８】
流体分配部材は、第１の気孔と第２の気孔とを含み、前記第１の気孔の位置が１番目の前記燃料電池ユニットに対応し、且つ、前記第２の気孔の位置がＮ番目の前記燃料電池ユニットに対応することを特徴とする請求項７に記載の燃料電池パック。
【請求項９】
流体分配部材の他面と接触する第１の外観部材を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の燃料電池パック。
【請求項１０】
前記Ｎ個の第１極導電性プレートと前記独立した第１極導電性プレートと連結し、且つ、複数の通気孔を備える第２の外観部材を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の燃料電池パック。
【請求項１１】
各前記第１極導電性プレートと前記独立した第１極導電性プレートは、いずれも複数の通気孔を含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池パック。
【請求項１２】
前記独立した第１極導電性プレートと前記独立した第２極導電性プレートは、いずれも電力接続端を含むことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池パック。
【請求項１３】
請求項１に記載されるような複数の燃料電池パックを組み合わせからなり、各前記燃料電池パックは、直列／並列結合を介して幾何構造を形成し、前記幾何構造が平面形、方形、円環形、多辺形、及び、前記構造の組み合わせとすることができることを特徴とする燃料電池アセンブリ。
【請求項１４】
各前記燃料電池パックの前記流体分配部材が連通構造を形成し、反応流体を燃料電池パックに入るようガイドすることに用いられ、前記連通構造は直列結合方式と並列結合方式と直列／並列結合方式の組み合わせとを含むことができることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池アセンブリ。
【請求項１５】
各前記導電接続プレートの前記第１極導電性プレート、及び、前記第２極導電性プレートは、階段状に配列され、実質的に異なる平面に位置することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池パック。
【請求項１６】
各前記導電接続プレートの前記第１極導電性プレートと前記第２極導電性プレートの間は、交角θを形成することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池パック。
【請求項１７】
前記交角θの適用範囲は、３０度〜１８０度とすることを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池パック。
【請求項１８】
Ｎが自然数で、且つ、２≦Ｎ≦３０００とし、第１極導電性プレートと第２極導電性プレートとを備え、前記第１極導電性プレートと前記第２極導電性プレートとが連結されるＮ−１個の導電接続プレートと、
Ｎ−１番目の前記導電接続プレートの第２極導電性プレートに対応する独立した第１極導電性プレートと、
１番目の前記導電接続プレートの第１極導電性プレートに対応する独立した第２極導電性プレートと、
いずれかの前記第１極導電性プレートと前記第１極導電性プレートに対応する第２極導電性プレートの間に設けられることで排水ユニットを形成する排水膜と、
各前記膜電極接合体が前記排水膜を設けていない各前記第１極導電性プレートと各前記第１極導電性プレートに対応する各前記第２極導電性プレートの間に設けられ、各対応する前記膜電極接合体と各前記第１極導電性プレートと各前記第２極導電性プレートで燃料電池ユニットを形成することで、Ｎ−１個の燃料電池ユニットが形成されるＮ−１個膜電極接合体と、を含み、
且つ、Ｎ≧３の時ｎ番目の前記導電接続プレートの第２極導電性プレートとｎ＋１番目の前記導電接続プレートの第１極導電性プレートとが対応し、ｎが１〜Ｎ−２の自然数となることを特徴とする燃料電池パック。
【請求項１９】
前記排水膜は、前記独立した第１極導電性プレートと前記独立した第１極導電性プレートに対応する前記Ｎ−１番目の導電接続プレートの第２極導電性プレートの間に設けられることを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池パック。
【請求項２０】
前記排水膜は、親水性を持つ高分子材料とすることを特徴とする請求項１９に記載の燃料電池パック。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、燃料電池パックに関し、特に、反応燃料を均一で円滑に合流できる燃料電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境意識の高まりに伴い、如何にしてエネルギー開発と応用の同時に環境破壊を起こさないかが、重要な課題となってきたため、燃料電池（Ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）技術を利用して発生するエネルギーは高効率、低騒音、無汚染の利点がある。現在よく見られる燃料電池には、プロトン交換膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）或いは直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）等のタイプがある。
【０００３】
いずれかのタイプの燃料電池を問わず、膜電極接合体と燃料とが電気化学反応を起こした時、必ず水が生成され、これら水が膜電極接合体の湿潤を保つことでそのプロトン伝導性を維持しつつ、電池の性能を維持する。ただし別の面において、生成水が多過ぎると燃料の流路（ｆｌｏｗ  ｃｈａｎｎｅｌ）が閉塞され、更に燃料輸送流速に影響し、均一に膜電極接合体と電気化学反応を起こさず、燃料電池性能の不安定を招く可能性がある。よって、流路の設計は、燃料電池の安定性を確保するため、燃料を均一に分布させることができる以外に、適当な排水能力を持たなければならない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の目的は、反応燃料を均一で円滑に合流できる燃料電池パックを提供することである。
【０００５】
本考案の別の目的は、排水膜を備える燃料電池パックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本考案の燃料電池パックは、Ｎが自然数で、且つ、２≦Ｎ≦３０００とするＮ個の膜電極接合体と、第１極導電性プレートと第２極導電性プレートとを備え、該第１極導電性プレートと該第２極導電性プレートとが連結されるＮ−１個の導電接続プレートと、Ｎ−１番目の導電接続プレートの第２極導電性プレートに対応する独立した第１極導電性プレートと、１番目の導電接続プレートの第１極導電性プレートに対応する独立した第２極導電性プレートと、を含む。上記の構造を介して各膜電極接合体が各第１極導電性プレートと各第２極導電性プレートの間に設けられ、各対応する膜電極接合体と各第１極導電性プレートと各第２極導電性プレートで燃料電池ユニットを形成することで、Ｎ個の燃料電池ユニットが形成される。且つＮ≧３の時ｎ番目の導電接続プレートの第２極導電性プレートとｎ＋１番目の導電接続プレートの第１極導電性プレートとが対応し、ｎが１〜Ｎ−２の自然数となる。
【０００７】
本考案の一実施例によれば、各導電接続プレートの第１極導電性プレート及び第２極導電性プレートは階段状に配列される。
【０００８】
本考案の一実施例によれば、各導電接続プレートの第１極導電性プレート及び第２極導電性プレートは一体成形になる。
【０００９】
本考案の一実施例によれば、各第２極導電性プレートと独立した第２極導電性プレートは、いずれも流体通路と流体通路の周囲に位置する凸面構造とを含む。
【００１０】
本考案の一実施例によれば、凸面構造は対応の膜電極接合体と接触する。
【００１１】
本考案の一実施例によれば、各第２極導電性プレートと独立した第２極導電性プレートは、いずれも、反応燃料が順番通りＮ個の燃料電池ユニットに流れ込むための複数の貫通孔を含む。
【００１２】
本考案の一実施例によれば、燃料電池パックは、その一面がｎ番目の第２極導電性プレートと独立した第２極導電性プレートと連結する流体分配部材を更に含む。
【００１３】
本考案の一実施例によれば、流体分配部材は、第１の気孔と第２の気孔とを含み、第１の気孔の位置が１番目の燃料電池ユニットに対応し、且つ第２の気孔の位置がＮ番目の燃料電池ユニットに対応する。
【００１４】
本考案の一実施例によれば、燃料電池パックは、流体分配部材の他面と接触する第１の外観部材を更に含む。
【００１５】
本考案の一実施例によれば、燃料電池パックは、Ｎ個の第１極導電性プレートと独立した第１極導電性プレートと連結し、且つ複数の通気孔を備える第２の外観部材を更に含む。
【００１６】
本考案の一実施例によれば、各第１極導電性プレートと独立した第１極導電性プレートは、いずれも複数の通気孔を含む。
【００１７】
本考案の一実施例によれば、独立した第１極導電性プレートと独立した第２極導電性プレートは、いずれも電力接続端を含む。
【００１８】
本考案は、更に燃料電池アセンブリを提供し、該燃料電池アセンブリが複数の燃料電池パックを組み合わせからなる。各燃料電池パックは、直列／並列結合を介して幾何学的形状を形成し、幾何構造が平面形、方形、円環形、多辺形及び前記幾何学的形状の組み合わせとすることができる。
【００１９】
本考案の一実施例によれば、各燃料電池パックの流体分配部材が連通構造を形成し、反応流体を燃料電池パックに入るようガイドすることに用いられる。前記連通構造は、直列結合方式と並列結合方式と直列／並列結合方式の組み合わせとを含む。
【００２０】
本考案は、排水膜を備える燃料電池パックを別途提供し、これを介して反応燃料の過剰な水分と熱量を排出する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案に係る第１の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【図２】本考案に係る第２の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【図３】本考案に係る第３の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【図４】本考案に係る第４の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【図５】本考案に係る第５の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【図６Ａ】導電接続プレートの一実施例を示す図である。
【図６Ｂ】導電接続プレートの別の実施例を示す図である。
【図６Ｃ】導電接続プレートの別の実施例を示す図である。
【図７】本考案に係る燃料電池アセンブリの一実施例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
以下、本考案の上記目的と他の目的、特徴及び利点を更に明確に分かりやすくするため、具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
（第１の実施例）
図１を参照しながら本考案に係る燃料電池パックの第１の実施例を説明する。図１は、本考案に係る第１の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【００２４】
本考案に係る燃料電池パック１は、Ｎが自然数で且つ２≦Ｎ≦３０００とするＮ個の膜電極接合体１１と、Ｎ−１個の導電接続プレート２０と独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０と流体分配部材５０と第１の外観部材６０と第２の外観部材７０と、を含む。
【００２５】
各導電接続プレート２０は、いずれも第１極導電性プレート２１（例えば陽極導電性プレート）と第２極導電性プレート２２（例えば陰極導電性プレート）とを含み、第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２が連結する。このほかに、図１に示すように、第１極導電性プレート２１及び第２極導電性プレート２２が異なる平面上に位置する。本実施例において、第１極導電性プレート２１及び第２極導電性プレート２２は一体成形して連結し、且つ階段状に配列される。独立した第１極導電性プレート３０とＮ−１番目の導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２とが対応する。独立した第２極導電性プレート４０と１番目の導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１とが対応する。本明細書内の『第１極』と『第２極』は、電気化学反応上の異なる極性を表わし、例えば『第１極』は陽極の場合、『第２極』が陰極となる。『第１極』は陰極の場合『第２極』が陽極となる。
【００２６】
上記構造を介して各膜電極接合体１１が各第１極導電性プレート（第１極導電性プレート２１と独立した第１極導電性プレート３０とを含む）と各第２極導電性プレート（第２極導電性プレート２２及び独立した第２極導電性プレート４０）の間に設けられ、各対応の膜電極接合体１１と各第１極導電性プレート（第１極導電性プレート２１と独立した第１極導電性プレート３０とを含む）と各第２極導電性プレート（第２極導電性プレート２２及び独立した第２極導電性プレート４０）で燃料電池ユニット１０を形成することで、Ｎ個の燃料電池ユニット１０が形成される。
【００２７】
図１に示すように、本実施例においてＮ＝２であるため、本考案に係る燃料電池パック１は、２個の膜電極接合体１１、１１ａと導電接続プレート２０と独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０と流体分配部材５０と第１の外観部材６０と第２の外観部材７０と、を含む。
【００２８】
図１に示すように、導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２は独立した第１極導電性プレート３０に対向し、且つ膜電極接合体１１が導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２と独立した第１極導電性プレート３０の間に設けられることで燃料電池ユニット１０を形成する。導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１は独立した第２極導電性プレート４０に対向し、且つ膜電極接合体１１ａが導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１と独立した第２極導電性プレート４０の間に設けられることで燃料電池ユニット１０ａを形成し、本実施例の燃料電池パック１には２個の燃料電池ユニット１０と１０ａが含まれる。
【００２９】
本実施例において、図１に示すように、導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１及び独立した第１極導電性プレート３０は、いずれもネット状に配列された複数の通気孔２１１、３１を設けることで、膜電極接合体１１、１１ａと反応燃料（例えば水素ガス）が電気化学反応を起こした後で生成した水の排出を補助する。
【００３０】
図１に示すように、本実施例において導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２は、流体通路２２１、４１と凸面構造２２２と複数の貫通孔２２３とを設ける。第２極導電性プレート２２の凸面構造２２２は流体通路２２１の周囲に位置し、且つ図１に示すように凸面構造２２２が膜電極接合体１１に緊密に接触する。同時に、図１に示すように、第２極導電性プレート２２の複数の貫通孔２２３は流体通路２２１の両端に位置することで、反応燃料が貫通孔２２３から流体通路２２１に入り込んだ後膜電極接合体１１と電気化学反応を起こして燃料電池ユニット１０が電気エネルギーを発生させる。
【００３１】
独立した第２極導電性プレート４０は、流体通路４１と凸面構造４２と複数の貫通孔４３とを設け、独立した第２極導電性プレート４０の凸面構造４２が流体通路４１の周囲に位置し、且つ図１に示すように凸面構造４２が膜電極接合体１１ａに緊密に接触する。同時に、図１に示すように、独立した第２極導電性プレート４０の複数の貫通孔４３は流体通路４１の両端に位置することで、反応燃料が貫通孔４３から流体通路４１に入り込んだ後膜電極接合体１１ａと電気化学反応を起こして燃料電池ユニット１０ａが電気エネルギーを発生させる。
【００３２】
導電接続プレート２０と独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０とは、いずれも気密性が高い導電材料で、同時に凸面構造２２２、４２と膜電極接合体１１、１１ａとの緊密な接触及び流体通路２２１、４１の設計を介して反応燃料（例えば、水素ガス）を流体通路２２１、４１に流動するようガイドし、且つ均一に膜電極接合体１１、１１ａと電気化学反応を起こす。また、流体通路２２１、４１の孔径が大きくないため、電気化学反応を起こした後流体通路２２１、４１内に溜まった水の体積もあまりないため、水が流体通路２２１、４１内に溜まった時、反応燃料を流体通路２２１、４１内に引き続き導流することで、流体通路２２１、４１内に溜まった水を排出して本考案に係る燃料電池パック１の電池性能の信頼性を確保できる。
【００３３】
本実施例において図１に示すように、本考案に係る燃料電池パック１の流体分配部材５０は、第１の気孔５１と第２の気孔５２と収容溝５３とを更に含む。第１の気孔５１の位置は燃料電池ユニット１０に対応し、且つ第２の気孔５２の位置が燃料電池ユニット１０ａに対応する。同時に本実施例の燃料電池パック１の流体分配部材５０の一面に第２極導電性プレート２２及び独立した第２極導電性プレート４０を収容すると共に連結するための複数の収容溝５３が設けられる。
【００３４】
本考案に係る燃料電池パック１の作動時、反応燃料（例えば、水素ガス）は第１の気孔５１から本考案に係る燃料電池パック１における全ての燃料電池ユニット１０内に導入し、図１内の破線矢印で示す方向は反応燃料の燃料電池ユニット１０と１０ａにおける流動経路である。図１の実施例を例とすると、反応燃料は第１の気孔５１から流体分配部材５０に入り込み、更に通気孔５３１と貫通孔２２３を通過し、反応燃料が流体通路２２１の一端から流体通路２２１に入り込んで膜電極接合体１１と電気化学反応を起こし、そして流体通路２２１の他端を経由して第２極導電性プレート２２から離れ、更に貫通孔４３を経由して独立した第２極導電性プレート４０の流体通路４１に入り込んで膜電極接合体１１ａと電気化学反応を起こし、最後に第２の気孔５２を通じて本考案に係る燃料電池パック１から離れる。
【００３５】
反応燃料は、図１に示す方向で第１の気孔５１から本考案のＮ個の燃料電池ユニット１０及びＮ−１個で且つＮ≧２の導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２に入り込んだ時、反応燃料がＮ−１番目の導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２に流れ込むまで、反応燃料は順番通り第１個導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２、２番目の導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２などに流れ込み、最後に独立した第２極導電性プレート４０に流れ込む。ただし本考案は、これに限定せず、反応燃料も第２の気孔５２からＮ個の燃料電池ユニット１０に入り込むことができ、反応燃料がまず独立した第２極導電性プレート４０に流れ込んでから順番通りＮ−１個の導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２に入り込む。
【００３６】
本実施例において、図１に示すように第１の外観部材６０と流体分配部材５０の他面とが接触し、且つ第２の外観部材７０と第１極導電性プレート２１と独立した第１極導電性プレート３０とが連結し、且つ第２の外観部材７０に複数の通気孔７１が設けられることで、電池ユニット１０、１０ａが電気化学反応を起こした後で生成した水を排出する。このほかに、独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０は、外部負荷と接続して本考案に係る燃料電池パック１が該外部素子に電力を供給させるための電力接続端３２と電力接続端４４とを更に含む。本実施例において、第１の外観部材６０と第２の外観部材７０は、いずれも水吸収で且つ軽量の特性を持ち、同時第１の外観部材６０と第２の外観部材７０に適用する素材は、多孔質材料或いは親水性材料とすることができる。
【００３７】
（第２の実施例）
以下、図２を参照しながら本考案に係る燃料電池パックの第２の実施例を説明する。図２は、本考案に係る第２の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【００３８】
直線に配列する３個の膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂと２個の導電接続プレート２０、２０ａと独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０と流体分配部材５０ａと第１の外観部材６０（図示略）と第２の外観部材７０（図示略）とを含む。
【００３９】
図２に示すように、導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２は独立した第１極導電性プレート３０に対向し、且つ膜電極接合体１１が導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２と独立した第１極導電性プレート３０の間に設けられることで燃料電池ユニット１０を形成する。導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１は導電接続プレート２０ａの第２極導電性プレート２２ａに対向し、且つ膜電極接合体１１ａが導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１と導電接続プレート２０ａの第２極導電性プレート２２ａの間に設けられることで燃料電池ユニット１０ａを形成する。導電接続プレート２０ａの第１極導電性プレート２１ａは独立した第２極導電性プレート４０に対向し、且つ膜電極接合体１１ｂが導電接続プレート２０ａの第１極導電性プレート２１ａと独立した第２極導電性プレート４０の間に設けられることで燃料電池ユニット１０ｂを形成し、本実施例の燃料電池パック１には３個の燃料電池ユニット１０、１０ａ、１０ｂとが含まれる。
【００４０】
同時に図２に示すように、本実施例の流体分配部材５０ａは２個の収容溝５３と１個の収容溝５３ａを備え、２個の収容溝５３の形状が独立した第１極導電性プレート３０及び独立した第２極導電性プレート４０にマッチすることで、独立した第１極導電性プレート３０及び独立した第２極導電性プレート４０を各々収容する。収容溝５３ａの形状は導電接続プレート２０ａの第２極導電性プレート２２ａにマッチすることで、第２極導電性プレート２２ａを収容する。上記の相違点を除き、本考案に係る燃料電池パック１ａの運用方式及び各構成要素の詳細構造は、いずれも燃料電池パック１と同じであるため、同じ部分の詳細な記述を省略し、本考案に係る燃料電池パック１の関連記述の段落を参照してください。
【００４１】
（第３の実施例）
以下、図３を参照しながら本考案に係る燃料電池パックの第３の実施例を説明する。図３は、本考案に係る第３の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【００４２】
図３に示すように、本実施例においてＮ＝４であるため、本考案に係る燃料電池パック１ｂは、田の字形に配列する４個の膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃと３個の導電接続プレート２０、２０ａ、２０ｂと独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０と流体分配部材５０ｂと第１の外観部材６０ａと第２の外観部材７０ａとを含む。
【００４３】
図３に示すように、各膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃが各第１極導電性プレート（第１極導電性プレート２１、２１ａ、２１ｂ及び独立した第１極導電性プレート３０を含む）と各第２極導電性プレート（第２極導電性プレート２２、２２ａ、２２ｂ及び独立した第２極導電性プレート４０）の間にそれぞれ設けられ、各対応の各膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃと各第１極導電性プレート（第１極導電性プレート２１、２１ａ、２１ｂ及び独立した第１極導電性プレート３０を含む）と各第２極導電性プレート（第２極導電性プレート２２、２２ａ、２２ｂ及び独立した第２極導電性プレート４０）で燃料電池ユニット１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃを形成することで４個の燃料電池ユニット１０が形成される。上記の相違点を除き、本考案に係る燃料電池パック１ｂの運用方式及び各構成要素の詳細構造は、いずれも燃料電池パック１と同じであるため、同じ部分の詳細な記述を省略し、本考案に係る燃料電池パック１の関連記述の段落を参照してください。
【００４４】
（第４の実施例）
以下、図４を参照しながら本考案に係る燃料電池パックの第４の実施例を説明する。図４は、本考案に係る第４の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【００４５】
図４に示すように、本実施例においてＮ＝６であるため、本考案に係る燃料電池パック１ｂは、並列する６個の膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｅと５個の導電接続プレート２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０と流体分配部材５０ｃと第１の外観部材６０（図示略）と第２の外観部材７０（図示略）とを含む。
【００４６】
図４に示すように、各膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｅが各第１極導電性プレート（第１極導電性プレート２１、２１ａ、２１ｃ、２１ｄ及び独立した第１極導電性プレート３０を含む）と各第２極導電性プレート（第２極導電性プレート２２、２２ａ、２２ｃ、２２ｄ及び独立した第２極導電性プレート４０）の間にそれぞれ設けられ、各対応の各膜電極接合体１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｄ、１１ｅと各第１極導電性プレート（第１極導電性プレート２１、２１ａ、２１ｃ、２１ｄ及び独立した第１極導電性プレート３０を含む）と各第２極導電性プレート（第２極導電性プレート２２、２２ａ、２２ｃ、２２ｄ及び独立した第２極導電性プレート４０）で燃料電池ユニット１０、１０ｂを形成することで６個の燃料電池ユニット１０が形成される。上記の相違点を除き、本考案に係る燃料電池パック１ｃの運用方式及び各構成要素の詳細構造は、いずれも燃料電池パック１と同じであるため、同じ部分の詳細な記述を省略し、本考案に係る燃料電池パック１の関連記述の段落を参照してください。
【００４７】
第２の実施例乃至第４の実施例により以下の通りまとめることができ、Ｎ≧３の時（例えば、図２乃至図４に示す実施例）ｎ番目の導電接続プレート２０の第２極導電性プレート２２は、ｎ＋１番目の導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１に対応し、ｎが１〜Ｎ−２の自然数で、例えばＮ＝４の時、ｎが１と２となり、Ｎ＝６の時、ｎが１、２、３及び４となる。
【００４８】
（第５の実施例）
以下、図５を参照しながら本考案に係る燃料電池パックの第５の実施例を説明する。図５は、本考案に係る第５の実施例の燃料電池パック構造立体分解図である。
【００４９】
第５の実施例と前の４つの実施例との最大相違点は、第５の実施例では１個の膜電極接合体１１が減るが、１個の排水膜８０が追加されているため、第５の実施例の膜電極接合体１１の数量と導電接続プレート２０の数量とが同じである。図５に示すように、本実施例の燃料電池パック１ｄは、導電接続プレート２０と排水膜８０と独立した第１極導電性プレート３０と独立した第２極導電性プレート４０と流体分配部材５０と第１の外観部材６０と第２の外観部材７０と、を備える。
【００５０】
図５に示すように、本実施例の排水膜８０は独立した第１極導電性プレート３０と独立した第１極導電性プレート３０に対応する１番目の導電接続プレートの第２極導電性プレート２２の間に設けらることで、排水ユニット８１を形成する。本実施例において、排水膜８０が非通気性で且つ親水性を持つ高分子材料で、例えばスルホン酸基の高分子材料である。このほかに、本実施例の膜電極接合体１１が独立した第２極導電性プレート４０及び独立した第２極導電性プレート４０に対応する１番目の導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１の間に設けられることで、燃料電池ユニット１０を形成する。
【００５１】
反応燃料が燃料電池パック１ｄに入り込んだ時、流体通路２２１内の反応燃料が大半高温高湿特性を持ち、流体通路２２１の水溜まりが起きることで燃料電池パック１ｄの発電性能に影響を及ぼしやすい。前記問題を解決するため、図５の局部拡大図に示すように、わざわざと燃料電池パック１ｄ内に親水性を持つ排水膜８０を追加し、排水膜８０の親水性があるが非通気の材料特性により、反応燃料中の過剰な水分２００と熱量を第２極導電性プレート２２から独立した第１極導電性プレート３０に送ってから第２の外観部材７０を介して燃料電池パック１ｄ外に放出することで、反応燃料の燃料電池パック１ｄにおける流動経路の幅員を確保して燃料電池パック１ｄの発電効率を維持する。
【００５２】
試験を経て好ましい排水効果を奏するため、排水ユニット８１は好ましくは燃料電池パック１ｄ中の一番最初に反応燃料に接触するユニットで、つまり図５に示す第１の気孔５１が対応するユニットである。これを介して速やかに反応燃料中の過剰な水分と熱量を排出する。しかしながら、好ましい実施例として考慮しない場合、排水ユニット８１の位置を自由に変更でき、前記実施例に限定されない。
【００５３】
以下に図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを参照しながら導電接続プレートの各種実施例を説明する。図６Ａ乃至図６Ｃは異なる実施例の様態の導電接続プレートを示す図である。
【００５４】
第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２の形状及び連結位置は、様々な変化が可能である。ここに３種類の異なる実施様態を挙げて説明するが、本考案はこれに限定されない。図６Ａと図６Ｂに示すように、導電接続プレート２０ｅの第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２は、いずれも矩形を呈する。且つ図６Ａに示すように、導電接続プレート２０ｆの第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２の間が互いに平行にできる。若しくは図６Ｂに示すように、第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２の間は交角θを形成することができる。図６Ｃに示すように、導電接続プレート２０ｆの第１極導電性プレート２１は第２極導電性プレート２２の短手方向側辺に連結する。導電接続プレート２０の第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２は、実質的に異なる平面に位置すると、第１極導電性プレート２１と第２極導電性プレート２２間の交角θの適用範囲は、３０度〜１８０度とすることができる。
【００５５】
以下に図７を参照しながら説明する。図７は本考案に係る燃料電池アセンブリの一実施例を示す図である。
【００５６】
複数の本考案に係る燃料電池パック１を組み合わせた後燃料電池アセンブリ１００を形成できる。各燃料電池パック１は、直列／並列結合を通じて幾何構造を形成し、幾何構造が平面形、方形、円環形、多辺形及び前記構造の組み合わせとすることができる。図７に示すように、本実施例の燃料電池アセンブリ１００は、各々２個の燃料電池ユニットを備える２個の燃料電池バック１で構成される。この両燃料電池パック１の連結方法は係止フックによる嵌合、ネジによる固定、或いは接着剤による接着等のよく見られる従来の結合方法により両燃料電池パック１を連結できる。同時に各燃料電池パック１の流体分配部材５０が連通構造を形成することで反応流体を燃料電池パック１に入り込むようガイドする。前記連通構造は、直列結合方式、並列結合方式、及び直列／並列結合方式の組み合わせを含むことができる。本考案の適用性を増加するため、異なる実施例の燃料電池パック１、１ａ、１ｂ、１ｃ間も実際の使用ニーズを見て組み合わせることができる。
【００５７】
上記をまとめると、本考案は、目的、手段及び効果を問わず、いずれも従来技術の特徴とは異なるため、何卒ご審理の上、速やかに特許査定賜りますようお願いする次第であります。ただし、上記実施例は、本考案の原理及び効果を例示的に説明するだけであって、本考案の範囲を限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本考案の技術原理及び精神から逸脱することなく上記の実施形態を様々に変更できるのは、当業者には明らかである。したがって、本考案の保護範囲は、下記の特許請求の範囲に記載されるものによって決定されるべきである。
【符号の説明】
【００５８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    燃料電池パック
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    燃料電池ユニット
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ    膜電極接合体
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ    導電接続プレート
２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ    導電接続プレート
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ    第１極導電性プレート
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ    第２極導電性プレート
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ    流体分配部材
２１１    通気孔
２２１    流体通路
２２２    凸面構造
２２３    貫通孔
３０    独立した第１極導電性プレート
３１、７１、５３１    通気孔
３３    外部接続端
４０    独立した第２極導電性プレート
４１    流体通路
４２    凸面構造
４３    貫通孔
４４、３２    電力接続端
５１    第１の気孔
５２    第２の気孔
５３、５３ａ    収容溝
６０    第１の外観部材
７０    第２の外観部材
８０    排水膜
８１    排水ユニット
１００    燃料電池アセンブリ
２００    水分
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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