(57)【要約】【課題】完全な封止の効果を提供することが可能な燃料電池システム用封止スタックを提供する。【解決手段】一対のエンドプレート２２と上記一対のエンドプレート２２との間に積層された複数の単位電池１０ａからなる単位電池集合体１０と，上記一対のエンドプレート２２の間から露出する単位電池集合体１０の外側面を囲む樹脂層３０とを含む燃料電池システム用封止スタック１２０が提供され，係る構成によりスタックからの流体漏洩を完全に防止し，燃料電池システムの安全性を向上させることができる。【選択図】図３ａ
2007005286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のエンドプレートと；
前記一対のエンドプレートの間に積層された複数の単位電池からなる単位電池集合体と；
前記一対のエンドプレートの間から露出する単位電池集合体の外側面を囲む樹脂層と；
を含むことを特徴とする，燃料電池システム用封止スタック。
【請求項２】
前記樹脂層はポリアミド樹脂からなることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項３】
前記樹脂層はポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項４】
前記単位電池は，両側面に電極膜が設けられた電解質膜と，前記電解質膜の両側に位置するセパレータと，前記電解質膜とセパレータとの間に介するガスケットからなることを特徴とする，請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項５】
前記一対のエンドプレートには，一方のエンドプレートに冷却水供給配管が設置され，他方のエンドプレートに冷却水排出配管が設置されることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項６】
前記単位電池集合体には，
前記冷却水供給配管に冷却水を流動させる冷却水供給マニフォールドと；
前記冷却水排出配管に冷却水を流動させる冷却水排出マニフォールドと；
が設置されていることを特徴とする，請求項５に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項７】
前記単位電池集合体には，前記冷却水供給マニフォールドと前記冷却水排出マニフォールドとに冷却水を流動させる冷却水流動流路が設けら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用封止スタック。
【請求項８】
一対のエンドプレートと；
前記一対のエンドプレートの間に積層された複数の単位電池からなる単位電池集合体と；
前記一対のエンドプレートの間から露出する前記単位電池集合体の外側面を囲む樹脂層と；
を含み，
前記単位電池集合体には，空気が貫通して流動できる通風流路が設けられることを特徴とする，燃料電池システム用封止スタック。
【請求項９】
前記樹脂層はポリアミド樹脂からなることを特徴とする，請求項８に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１０】
前記樹脂層はポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする，請求項８に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１１】
前記単位電池は，両側面に電極膜が設けられた電解質膜と，前記電解質膜の両側に位置するセパレータと，前記電解質膜とセパレータとの間に介するガスケットからなることを特徴とする，請求項８に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１２】
前記樹脂層は，前記一対のエンドプレートの間から露出する単位電池集合体の外側面において，前記通風流路に空気が流入される流入側と通風流路から空気が排出される排出側とが露出する外側面を除いた他の外側面のみに形成されることを特徴とする，請求項８に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１３】
前記通風流路に空気が流入される流入側には，空気の流入を導く空気流入マニフォールドが設置されることを特徴とする，請求項８に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１４】
前記空気流入マニフォールドは，前記通風流路の流入側に対応する開放面を一の面に有し，前記開放面に連通して空気が流入される流入管を他の面に備えるハウジングであることを特徴とする，請求項１３に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１５】
前記樹脂層は，前記流入管の空気流入口が外部に露出する状態を保ちながら前記空気流入マニフォールドの外側面を囲むように形成されることを特徴とする，請求項１４に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１６】
前記通風流路から空気が排出される排出側には，空気の排出を導く空気排出マニフォールドが設置されることを特徴とする，請求項８に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１７】
前記空気排出マニフォールドは，前記通風流路の排出側に対応する開放面を一の面に有し，空気が排出されるように前記開放面に連通する排出管を他の面に備えるハウジングであることを特徴とする，請求項１６に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【請求項１８】
前記樹脂層は，前記排出管の空気排出口が外部に露出する状態を保ちながら前記空気排出マニフォールドの外側面を囲むように形成されることを特徴とする，請求項１７に記載の燃料電池システム用封止スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，水素と酸化剤との電気化学反応によって電気を生成する単位電池が複数個積層されている燃料電池システム用スタックに関し，特に，積層されている単位電池を通した流体漏洩を防止することができるように樹脂で封止されている燃料電池システム用封止スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，燃料電池システムは，水素と酸素またはメタノール，エタノール等のアルコール系燃料，または，メタン，プロパン，ブタン等の炭化水素系燃料または液化天然ガス等の天然ガス系燃料のような水素含有燃料から得られる水素が豊富な改質ガスと酸素との化学的な反応によって電気エネルギーを生み出す発電装置であって，電力需要の増加に伴う電源確保が困難な状況と，ますます重要となる地球環境問題とを解決することができる代案として研究開発されている。
【０００３】
燃料電池システムは，基本的に同じ原理によって作動するが，燃料，触媒および電解質等の種類に応じてリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ；Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ），溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ；Ｍｏｌｔｅｎ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ），固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ；Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ），高分子電解質形燃料電池（ＰＥＭＦＣ；Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ），アルカリ形燃料電池（ＡＦＣ；Ａｌｋａｌｉｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）等に分類される。また，燃料電池システムはその種類に応じて使用される燃料の種類とともに，作動温度，出力範囲等によって移動電源用，輸送用，分散発電用等の多様な応用分野に適用できる。
【０００４】
このような燃料電池システムは，基本的に電気を生成するための単位電池が積層されているスタックを有している。スタックの基本構造は，一対のエンドプレートの間に積層されている複数個の単位電池がボルトとナットによって締結される構造になっている（例えば，特許文献１参照）。単位電池は，電解質膜の両側面に電極が構成されているＭＥＡ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と，上記ＭＥＡの両側にそれぞれ位置して流体流動用のチャンネルが形成されているセパレータとからなる。
【０００５】
ここで，特許文献１のスタックは，図１０に示すように，ＭＥＡ４０の両側に設置される，流路溝Ｆを備えるセパレータ８０とセパレータ９０との間における流体漏洩を防止するために，絶縁兼用シーリング材Ｓがコーティングされる。
【０００６】
しかし，図１０のような従来の流体漏洩を防止するスタックを製造するためには，セパレータ８０，９０それぞれを絶縁兼用シーリング材Ｓでコーティングしなければならないため，スタックの製造時に作業負荷が増加するという問題点がある。
【０００７】
また，作業者のミスなどによりセパレータ８０，９０が完全に絶縁兼用シーリング材Ｓでコーティングされていない場合には，不完全なコーティング部分を通して流体が漏洩し，爆発が起こる危険があるため，燃料電池システムの安全性や安定性を低下させる可能性がある。
【０００８】
【特許文献１】大韓民国特許公開第２００２−５６１８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，複数個の単位電池が積層されたスタック（以下，「積層スタック」という。）において，その両端部に設置されている一対のエンドプレートの間から外部に露出する側面を樹脂で機密処理して完全な封止の効果を提供することが可能な，新規かつ改良された燃料電池システム用封止スタックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために，本発明のある観点によれば，一対のエンドプレートと，上記一対のエンドプレートの間に積層された複数の単位電池からなる単位電池集合体と，上記一対のエンドプレートの間から露出する単位電池集合体の外側面を囲む樹脂層とを含む燃料電池システム用封止スタックが提供される。
【００１１】
また，上記樹脂層はポリアミド樹脂からなるとしてもよい。
【００１２】
また，上記樹脂層はポリオレフィン系樹脂からなるとしてもよい。
【００１３】
また，上記単位電池は，両側面に電極膜が設けられた電解質膜と，上記電解質膜の両側に位置するセパレータと，上記電解質膜とセパレータとの間に介するガスケットからなるとしてもよい。
【００１４】
また，上記一対のエンドプレートには，一方のエンドプレートに冷却水供給配管が設置され，他方のエンドプレートに冷却水排出配管が設置されるとしてもよい。
【００１５】
また，上記単位電池集合体には，上記冷却水供給配管に冷却水を流動させる冷却水供給マニフォールドと，上記冷却水排出配管に冷却水を流動させる冷却水排出マニフォールドとが設置されるとしてもよい。
【００１６】
また，上記単位電池集合体には，上記冷却水供給マニフォールドと上記冷却水排出マニフォールドとに冷却水を流動させる冷却水流動流路が設けられるとしてもよい。流動路に冷却水が流動することにより，上記単位電池集合体から生じる熱を効果的に排出することができる。
【００１７】
また，上記目的を達成するために，本発明の別の観点によれば，一対のエンドプレートと，上記一対のエンドプレートの間に積層された複数の単位電池からなる単位電池集合体と，上記一対のエンドプレートの間から露出する上記単位電池集合体の外側面を囲む樹脂層とを含み，上記単位電池集合体には，空気が貫通して流動できる通風流路が設けられる燃料電池システム用封止スタックが提供される。上記燃料電池システム用封止スタックに設けられた通風流路に空気が流動することにより，上記単位電池集合体から生じる熱を効果的に排出することができる。
【００１８】
また，上記樹脂層はポリアミド樹脂からなるとしてもよい。
【００１９】
また，上記樹脂層はポリオレフィン系樹脂からなるとしてもよい。
【００２０】
また，上記単位電池は，両側面に電極膜が設けられた電解質膜と，上記電解質膜の両側に位置するセパレータと，上記電解質膜とセパレータとの間に介するガスケットからなるとしてもよい。
【００２１】
また，上記樹脂層は，上記一対のエンドプレートの間から露出する単位電池集合体の外側面において，上記通風流路に空気が流入される流入側と通風流路から空気が排出される排出側とが露出する外側面を除いた他の外側面のみに形成されるとしてもよい。上記樹脂層が空気の流入側と排出側に形成されないことにより，上記単位電池集合体から生じる熱を効果的に排出することができる。
【００２２】
また，上記通風流路に空気が流入される流入側には，空気の流入を導く空気流入マニフォールドが設置されるとしてもよい。
【００２３】
また，上記空気流入マニフォールドは，上記通風流路の流入側に対応する開放面を一の面に有し，上記開放面に連通して空気が流入される流入管を他の面に備えるハウジングであるとしてもよい。
【００２４】
また，上記樹脂層は，上記流入管の空気流入口が外部に露出する状態を保ちながら上記空気流入マニフォールドの外側面を囲むように形成されるとしてもよい。上記樹脂層が，上記流入管の空気流入口が外部に露出する状態を保つように形成されることにより，上記単位電池集合体から生じる熱を効果的に排出することができる。
【００２５】
また，上記通風流路から空気が排出される排出側には，空気の排出を導く空気排出マニフォールドが設置されるとしてもよい。
【００２６】
また，上記空気排出マニフォールドは，上記通風流路の排出側に対応する開放面を一の面に有し，空気が排出されるように上記開放面に連通する排出管を他の面に備えるハウジングであるとしてもよい。
【００２７】
また，上記樹脂層は，上記排出管の空気排出口が外部に露出する状態を保ちながら上記空気排出マニフォールドの外側面を囲むように形成されるとしてもよい。上記樹脂層が，上記排出管の空気排出口が外部に露出する状態を保つように形成されることにより，上記単位電池集合体から生じる熱を効果的に排出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように，本発明によれば，ガスケットによって流体漏洩が一次に防止され，これに加えて樹脂層によって流体漏洩が完全に防止されることにより，スタックだけでなく燃料電池システムの安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の説明において使用される用語は，説明の便宜上定義されたものであって，当技術分野で従事する技術者の意図または慣例などによって異なる可能性もあるため，本発明の技術的な構成要素を限定する意味で理解してはいけない。例えば，積層スタックとは、本実施形態では機密処理される前のスタックを意味する。
【００３１】
まず，スタックは，水素と酸化剤との電気化学反応を通して直接電気エネルギーを得る発電装置であって，運転中に生じられる熱を冷却水の循環によって放熱させる水冷式スタックと，空気の流動によって放熱させる空冷式スタックとに区分することができる。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は，本発明の第１の実施形態に係る水冷式スタックを示している。上記水冷式スタックは，複数個の貫通孔２２ａがそれぞれ設けられた一対のエンドプレート２２と，一対のエンドプレート２２の間に介される複数個の単位電池１０ａとを含む。ここで，説明の便宜上，一対のエンドプレート２２の間に積層されている複数個の単位電池１０ａを総称して単位電池集合体１０という。
【００３３】
単位電池１０ａは，電極を形成する電極膜１６ａが両側面に形成されている電解質膜１６と，電解質膜１６の両側に位置するセパレータ１２と，電解質膜１６とセパレータ１２との間に介されるガスケット１４とを有する。
【００３４】
一対のエンドプレート２２の一方には，酸化剤を供給する酸化剤供給配管３４および水素含有燃料または水素のような燃料を供給する燃料供給配管３６が設置され，エンドプレート２２の他方には，酸化剤を排出する酸化剤排出配管３４−１および未反応の燃料を排出する未反応燃料排出配管３６−１が設置される。
【００３５】
単位電池集合体１０には，上記酸化剤供給配管３４と流体疎通可能とするように連結される酸化剤供給マニフォールドと，上記酸化剤排出配管３４−１と流体疎通可能とするように連結される酸化剤排出マニフォールド（図示せず）とがそれぞれ設置される。単位電池１０ａを構成するセパレータ１２の一の面，すなわちカソード電極膜に対面する一面には，上記酸化剤供給マニフォールドおよび上記酸化剤排出マニフォールド（図示せず）と酸化剤の流動が可能となるように連結する酸化剤の流動流路（図示せず）が設けられる。
【００３６】
また単位電池集合体１０には，燃料供給配管３６と流体疎通可能とするように連結される燃料供給マニフォールドと，燃料排出配管３６−１と流体疎通可能とするように連結される燃料排出マニフォールド（図示せず）とがそれぞれ設置される。単位電池１０ａを構成するセパレータ１２の他の面，すなわちアノード電極膜に対面する他面には，上記燃料供給マニフォールドおよび上記燃料排出マニフォールドと燃料の流動が可能となるように連結する燃料の流動流路（図示せず）が設けられる。
【００３７】
単位電池１０ａや単位電池１０ａが積層された単位電池集合体１０は，運転中に発熱するため，燃料電池システムには，積層スタックにおける最適な運転条件を維持し，余剰熱を放出する冷却部が設けられる。上記冷却部は，一対のエンドプレート２２に片方ずつ設置された冷却水供給配管３２および冷却水排出配管３２−１を含む。単位電池集合体１０には，図２ａに示すように，上記冷却水供給配管３２と冷却水の流動が可能となるように連結される冷却水供給マニフォールド１２ｂと，上記冷却水排出配管３２−１と冷却水の流動が可能となるように連結される冷却水排出マニフォールド１２ｃとが設置される冷却用セパレータ１２ａが提供される。冷却用セパレータ１２ａには，上記冷却水供給マニフォールド１２ｂ，および上記冷却水排出マニフォールド１２ｃと冷却水の流動が可能となるように連結する冷却水の流動流路が設けられる。
【００３８】
したがって，酸化剤供給配管３４を通して供給される酸化剤は，上記酸化剤供給マニフォールドを経た後，上記酸化剤の流動流路に沿って流動しながらカソード電極膜における反応過程に加わるようになる。余剰の酸化剤および上記反応過程からの生成物は，上記酸化剤排出マニフォールドを経た後，酸化剤排出配管３４−１を通して外部に排出される。同様に，燃料供給配管３６を通して供給される燃料は，上記燃料供給マニフォールドを経た後，上記燃料の流動流路に沿って流動しながらアノード電極膜における反応過程に加わるようになる。上記反応過程において反応しなかった未反応燃料および上記反応過程からの生成物は，上記燃料排出マニフォールドを経た後，燃料排出配管３６−１を通して外部に排出される。
【００３９】
そして，上記反応過程から生じた熱は，冷却水が，冷却水供給配管３２を通して，冷却用セパレータ１２ａの冷却水供給マニフォールド１２ｂに供給された後に，上記冷却水の流動流路を通して流動する冷却水に吸熱される。吸熱状態の冷却水は，上記冷却水排出マニフォールド１２ｃを経た後に，冷却水排出配管３２−１を通して外部に排出される。
【００４０】
一枚のエンドプレート２２の外面には，上記反応過程から生じる電気を外部に引出す引出し部（図示せず）が設けられる。
【００４１】
ガスケット１４は，電解質膜１６の両側面に形成されている電極膜１６ａが露出されるように中央開口を備える枠の構造を有する。
【００４２】
図２ａと図２ｂを参照すると，単位電池集合体１０が一対のエンドプレート２２の間に介された状態で貫通孔２２ａを通してボルト２４ａを貫通させ，ナット２４ｂを締結させることによって積層スタック１００が製造される。ここで，ガスケット１４は，セパレータ１２の間で圧着された状態で保持されて流体が漏出されることを一次に防止できるシーリング効果を提供する。
【００４３】
図３ａと図３ｂに示すように，本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム用封止スタック１２０は，一対のエンドプレート２２の間に単位電池集合体１０が圧着された状態で，樹脂が単位電池集合体１０の外面，より詳しく述べると一対のエンドプレート２２の間の外部に露出する外側面を囲むように塗布することによって樹脂層３０が形成され，製作される。樹脂は，ポリアミド樹脂またはポリオレフィン系樹脂等が使用される。樹脂層３０は図４に示すように，単位電池集合体１０の外面に密着された状態で保持され，流体の漏出を完全に防止することができるシーリング効果を提供する。樹脂層３０は，ポリアミド樹脂またはポリオレフィン系樹脂に限られず，また上記のような塗布工程の代わりにモールディング工程を通しても形成することができる。
【００４４】
次に樹脂層を形成する他の工程であるモールディング工程について説明する。図２ａと図２ｂのように，ボルト２４ａとナット２４ｂとの締結作用で単位電池集合体１０を一対のエンドプレート２２の間に圧着させた積層スタック１００を用意する。そして，モールディング枠の上下板，すなわち金型（図示せず）を用意する。
【００４５】
この積層スタック１００を上記金型の間に入れ，金型に形成されている注入溝を通して低温の樹脂，例えばポリアミド樹脂またはポリオレフィン系樹脂等を注入する。これにより，樹脂は単位電池集合体１０の外面を囲むように注入され，単位電池集合体１０と密着するように樹脂層３０が形成される。
【００４６】
このような金型を放置して冷却させると，金型内の樹脂が固化される。この後に金型を取り除ければ，積層スタック１００に樹脂層３０が提供されている図３ａのような封止スタック１２０が得られる。
【００４７】
以上のように，本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システム用封止スタックは，樹脂層３０により流体の漏出を完全に防止することができるシーリング効果を提供し，また冷却水が流動流路に沿って流動することで単位電池集合体１０における反応過程から生じる熱を効果的に放熱できる。
【００４８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。図５は，本発明の第２の実施形態に係る空冷式積層スタック２００を示している。上記空冷式積層スタック２００は，冷却水の流動流路の代わりに空気が通る通風流路１１０ａが単位電池集合体１１０に設けられる点が，上記水冷式積層スタック１００とは異なる。したがって，空冷式積層スタック２００において一方のエンドプレート１２２には，酸化剤供給配管１３２と燃料供給配管１３６が設置され，他方のエンドプレート１２２には，酸化剤排出配管（図示せず）と燃料排出配管（図示せず）が設置されており，上記水冷式積層スタックと比較すると冷却水供給配管および冷却水排出配管が設置されていない。同様に，単位電池集合体１１０には，酸化剤供給マニフォールドおよび酸化剤排出マニフォールドと，燃料供給マニフォールドおよび燃料排出マニフォールドが設置され，セパレータには，酸化剤の流動流路と燃料の流動流路が設置されており，上記水冷式積層スタックと比較すると冷却水供給マニフォールドおよび冷却水排出マニフォールドと冷却水の流動流路が設けられていない。
【００４９】
通風流路１１０ａにおいて，空気が流入される流入側（図５における上部側）と空気が外部に排出される排出側（図５における上部側の反対側）は，大気中に露出された状態で保持される。通風流路１１０ａは，単位電池集合体１１０の一方向，例えば図５においては上下方向に貫通するようにセパレータに形成され，空気は矢印Ｂの方向に沿って上記流入側から上記排出側に流動する。セパレータは，通風流路１１０ａの形成の有無に応じて相異なる厚さを有することもできる。
【００５０】
単位電池集合体１１０のアノード電極とカソード電極とにおける反応過程を通して生じる熱は，通風流路１１０ａを進行する空気によって外部へ放熱される。このとき，空気が通風流路１１０ａを通して強制的に流動するように，通風流路１１０ａの流入側に，例えば送風機（図示せず）のような送風装置を設けることもできる。
【００５１】
本発明の第２の実施形態によると，図６に示したように，一対のエンドプレート１２２の間に単位電池集合体１１０が圧着された状態（ボルトおよびナットのような締結手段は図示せず）で樹脂が単位電池集合体１１０の外面，好ましくは通風流路１１０ａの流入側と排出側が露出される外側面を除く他の外側面を囲むように塗布することによって，樹脂層１３０を形成して本発明の第２の実施形態による空冷式封止スタック２２０が製作される。樹脂層１３０は，例えばポリアミド樹脂またはポリオレフィン系樹脂等を単位電池集合体１１０の外面に塗布かつスプレーすることによって形成できるが，樹脂層１３０の形成方法はこれに限らない。
【００５２】
以上のように，本発明の第２の実施形態に係る空冷式封止スタック２２０は，通風流路１１０ａの流入側と排出側を開放された状態で保持する。したがって，空気が通風流路１１０ａに沿って流動することで単位電池集合体１１０における反応過程から生じる熱を効果的に放熱できる。
【００５３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。図７は，本発明の第３の実施形態に係る空冷式積層スタック３００を示しており，図８は，本発明の第３の実施形態に係る空冷式封止スタック３２０を示している。単位電池集合体１１０の外面に樹脂層を形成する過程において，塗布しようとする樹脂によって通風流路の流入側と排出側が閉鎖されることを防止する第３の実施形態に係る空冷式積層スタック３００は，通風流路１１０ａの流入側，排出側の一方，または両方の側に空気流入マニフォールド１５０，または空気排出マニフォールドが設置される。ここで，流入側に設置されるのは空気流入マニフォールド１５０であり，排出側に設置されるのは空気排出マニフォールドとなる。
【００５４】
通風流路１１０ａの流入側に設置されて空気の流入を導く空気流入マニフォールド１５０は，通風流路１１０ａの流入側に対応する開放面を一の面に有して，空気が流入される流入管１５２ａ〜１５２ｎを他の面に備え，流入管１５２ａ〜１５２ｎを通して流入された空気が開放面を通過して進行できるハウジングである。同様に，通風流路１１０ａの排出側に設置されて空気の排出を導く図９のような空気排出マニフォールドは，通風流路１１０ａの排出側に対応する開放面を一の面に有して，空気が排出される排出管を他の面に備え，上記開放面を通過した空気が排出管を通して外部に排出されるハウジングである。実質的に，空気流入マニフォールド１５０と空気排出マニフォールドは，類似した構造で構成することができる。
【００５５】
一方，本発明の第３の実施形態に係る流入管１５２ａ〜１５２ｎおよび排出管において，設置個数および構造は図面に示した状態に限られず，多様に設定できる。
【００５６】
図８に示すように，通風流路１１０ａの流入側，排出側には，一方または両方の側に空気流入マニフォールド１５０または空気排出マニフォールドが設置された状態で単位電池集合体１１０の外面に樹脂層２３０が形成される。樹脂層２３０は，例えばポリアミド樹脂またはポリオレフィン系樹脂等を単位電池集合体１１０の外面に塗布かつスプレーすることによって形成することができるが，樹脂層２３０の形成方法はこれに限られない。
【００５７】
樹脂層２３０は，図９に示すように一対のエンドプレート１２２の間から外部に露出する単位電池集合体１１０の外側面のみならず，空気の流入側，排出側の一方または両方の側に設置された空気流入マニフォールド１５０，または空気排出マニフォールドの外側面にも一体的に形成されることができる。この際，空気流入マニフォールド１５０の流入管１５２ａ〜１５２ｎの流入口，空気排出マニフォールドの排出管の排出口は外部に露出された状態で保持される。また，樹脂層２３０は，図６に示す樹脂層１３０と同様に，一対のエンドプレート１２２間から露出する単位電池集合体１１０の外側面のみに形成されることがわかる。
【００５８】
以上のように，本発明の第３の実施形態に係る空冷式封止スタック３２０は，空気流入マニフォールド１５０の流入管１５２ａ〜１５２ｎを通して流入される空気は空気流入マニフォールド１５０の開放面を経た後，単位電池集合体１１０の通風流路１１０ａの流入側に進む。この後，通風流路１１０ａを通過した空気は通風流路１１０ａの排出側を経て，空気排出マニフォールドの排出管を通して外部に排出されることで単位電池集合体１１０における反応過程から生じる熱を効果的に放熱できる。
【００５９】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６０】
例えば，樹脂層形成にエポキシ樹脂等のポリアミド樹脂やポリオレフィン系樹脂以外の樹脂を用いること等は，当業者が容易に変更し得る程度のことであり，本発明の等価範囲に属するものと理解すべきである。
【００６１】
以上説明したように，本発明によれば，ガスケットによって流体漏洩が一次に防止され，これに加えて樹脂層によって流体漏洩が完全に防止されることにより，スタックだけでなく燃料電池システムの安全性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は，燃料電池システム用スタックに適用可能であり，特に，積層されている単位電池を通した流体漏洩を防止することができるように樹脂で封止されている燃料電池システム用封止スタックに適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】積層スタックを分解した状態を示す斜視図である。
【図２ａ】積層スタックを結合した状態を示す斜視図である。
【図２ｂ】積層スタックを結合した状態を示す側面図である。
【図３ａ】本発明の第１の実施形態に係る封止スタックの斜視図である。
【図３ｂ】本発明の第１の実施形態に係る封止スタックの側面図である。
【図４】図３ｂに示した線Ｉ−Ｉに沿って取る断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る積層スタックを示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にしたがって図５の積層スタックを機密させた封止スタックの斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る積層スタックに空気マニフォールドが装着された状態を示す分解した斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態にしたがって図７の積層スタックを機密させた封止スタックの斜視図である。
【図９】図７の空気マニフォールドの断面図である。
【図１０】従来のスタックを示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０，１１０        単位電池集合体
１０ａ      単位電池
１２        セパレータ
１２ａ      冷却用セパレータ
１２ｂ      冷却水供給マニュフォールド
１２ｃ      冷却水排出マニュフォールド
１４        ガスケット
１６        電解質膜
１６ａ      電極膜
２２，１２２        エンドプレート
２２ａ      貫通孔
２４ａ      ボルト
２４ｂ      ナット
３０，１３０，２３０    樹脂層
３２        冷却水供給配管
３２−１    冷却水排出配管
３２ａ      冷却水の流動流路
３４        酸化剤供給配管
３４−１    酸化剤排出配管
３４ａ      酸化剤の流動流路
３６        燃料供給配管
３６−１    燃料排出配管
３６ａ      燃料の流動流路
１００，２００，３００        積層スタック
１１０ａ    通風流路
１２０，２２０，３２０      封止スタック
１３２      酸化剤供給配管
１３６      燃料供給配管
１５０      空気流入マニフォールド
１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｎ  流入管
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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