(57)【要約】    【課題】  供給マニホールドに供給される熱交換媒体の温度変化等により、セル積層体に急激な熱衝撃がかかり、仮に、セパレータの供給マニホールド付近に膨張や収縮が生じても、局部的に面圧が変化することを抑制できる燃料電池スタックを提供する。    【解決手段】  複数の単セル９が積層されてなる第１のセル積層体３０と、複数の単セル９が積層されてなる第２のセル積層体４０を、単セル９の積層方向に積層してなり、第１のセル積層体３０は、これを構成する各々の単セル９に熱交換媒体を供給する第１の供給マニホールド３８を有し、第２のセル積層体４０は、これを構成する各々の単セル９に熱交換媒体を供給する第２の供給マニホールド４８を有し、第１の供給マニホールド３８は、単セル９の積層方向視で、第２の供給マニホールド４８に対し偏倚した位置に配設されている。【選択図】    図３
2007042515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単セルが積層されてなる第１のセル積層体と、複数の単セルが積層されてなる第２のセル積層体とを、当該単セルの積層方向に積層してなる燃料電池スタックであって、
前記第１のセル積層体は、これを構成する各々の単セルに熱交換媒体を供給する第１の供給マニホールドを有し、
前記第２のセル積層体は、これを構成する各々の単セルに熱交換媒体を供給する第２の供給マニホールドを有し、
前記第１の供給マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第２の供給マニホールドに対し偏倚した位置に配設されてなる燃料電池スタック。
【請求項２】
前記第１のセル積層体と、前記第２のセル積層体との間に、前記第１の供給マニホールドと、前記第２の供給マニホールドとを連通する供給マニホールド連通路が配設されてなる請求項１記載の燃料電池スタック。
【請求項３】
前記供給マニホールド連通路を画定する壁面に、断熱部材を配設してなる請求項２記載の燃料電池スタック。
【請求項４】
前記第１のセル積層体は、前記第１の供給マニホールドから供給された熱交換媒体を排出する第１の排出マニホールドを有し、
前記第２のセル積層体は、前記第２の供給マニホールドから供給された熱交換媒体を排出する第２の排出マニホールドを有し、
前記第１の排出マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第２の排出マニホールドに対し偏倚した位置に配設されてなる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
【請求項５】
前記第１のセル積層体と、前記第２のセル積層体との間に、前記第１の排出マニホールドと、前記第２の排出マニホールドとを連通する排出マニホールド連通路が配設されてなる請求項４記載の燃料電池スタック。
【請求項６】
前記排出マニホールド連通路を画定する壁面に、断熱部材を配設してなる請求項５記載の燃料電池スタック。
【請求項７】
前記第１の供給マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第２の排出マニホールドと略同一線上に配設されてなる請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
【請求項８】
前記第２の供給マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第１の排出マニホールドと略同一線上に配設されてなる請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
【請求項９】
前記供給マニホールド連通路及び排出マニホールド連通路は、前記第１のセル積層体と第２のセル積層体との間に配設される連結体に形成された連通孔によって形成されてなる請求項５ないし請求項８のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
【請求項１０】
前記連結体は、前記第１のセル積層体と第２のセル積層体の間に配設された際に、当該第１のセル積層体及び第２のセル積層体の外周面に対し略面一となる外周面を備えてなる請求項９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、複数の単セルが積層されてなるセル積層体を備えた燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般的な燃料電池として、電解質層と、一対の電極とからなる膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane  Electrode  Assembly）と、前記一対の電極を構成する燃料極（アノード）及び酸化剤極（カソード）に、燃料ガス及び酸化ガスをそれぞれ供給するための流体通路を形成するセパレータと、を備えたセルを構成し、このセルを積層してなるセル積層体の当該セルの積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、プレッシャプレート及びエンドプレートを配置してスタックを構成し、スタックをセル積層方向に締め付けて固定したものがある。
【０００３】
このような燃料電池では、電気化学反応によって生じる反応熱による温度上昇を緩和するため、通常、冷媒流路を設けた冷却プレートを燃料電池スタック内に組み込み、当該燃料電池スタックのセル積層方向に貫通し、前記冷媒流路に冷媒を分配・供給する冷媒供給マニホールドと、冷媒流路を流れた後の冷媒を集めて排出する冷媒排出マニホールドとを配設し、前記冷媒流路に冷媒を流すことにより燃料電池内部を冷却している。
【０００４】
このような冷却系を有する燃料電池として、例えば、燃料電池スタックのセル積層方向に、同一直線状に延在する冷媒供給マニホールド及び冷媒排出マニホールドを備えたものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５１５７５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８５０９号公報
【特許文献３】特開２００１−１４３７２０号公報
【特許文献４】特開平６−１０３９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された燃料電池は、当該燃料電池内の温度に対し温度差が大きい冷媒（熱交換媒体）が供給される等、急激な熱衝撃がかかると、各セパレータの冷媒供給マニホールド付近が局所的に膨張あるいは収縮し、セル積層体全体として、前記冷媒供給マニホールド近傍が局所的にセル積層方向に長くなる、あるいは短くなるという現象が生じる。したがって、セル積層体を一定の荷重にて締結すると、冷媒供給マニホールド付近にかかる面圧が局部的に変化し、セルにかかる面圧を一定にすることが困難である。また、セパレータに歪みが生じやすい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、供給マニホールドに供給される熱交換媒体の温度変化等により、セル積層体に急激な熱衝撃がかかり、セパレータの供給マニホールド付近に膨張や収縮が生じたとしても、局部的に面圧が変化することを抑制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】
【０００７】
この目的を達成するため、本発明は、複数の単セルが積層されてなる第１のセル積層体と、複数の単セルが積層されてなる第２のセル積層体とを、当該単セルの積層方向に積層してなる燃料電池スタックであって、前記第１のセル積層体は、これを構成する各々の単セルに熱交換媒体を供給する第１の供給マニホールドを有し、前記第２のセル積層体は、これを構成する各々の単セルに熱交換媒体を供給する第２の供給マニホールドを有し、前記第１の供給マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第２の供給マニホールドに対し偏倚した位置に配設されてなる燃料電池スタックを提供するものである。
【０００８】
この構成を備えた燃料電池スタックは、仮に、燃料電池スタック内の温度と温度差が大きい熱交換媒体が、第１の供給マニホールド及び第２の供給マニホールドに供給されて急激な熱衝撃がかり、第１のセル積層体（特に、セパレータ）の第１の供給マニホールド付近及び第２のセル積層体（特に、セパレータ）の第２の供給マニホールド付近が膨張または収縮したとしても、前記第１の供給マニホールドと、前記第２の供給マニホールドが、単セルの積層方向視で偏倚した位置（オフレットされた位置、すなわち両者が同一直線上に無く、重ならずにずれた位置）に配設されているため、燃料電池スタック全体で見ると、前記膨張または収縮する位置が分散されることになる。したがって、局部的に面圧が変化することを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明にかかる燃料電池スタックは、前記第１のセル積層体と、前記第２のセル積層体との間に、前記第１の供給マニホールドと、前記第２の供給マニホールドとを連通する供給マニホールド連通路を配設した構成とすることもできる。この構成の場合、前記供給マニホールド連通路を画定する壁面には、断熱部材を配設することもできる。
【００１０】
また、本発明にかかる燃料電池スタックは、前記第１のセル積層体は、前記第１の供給マニホールドから供給された熱交換媒体を排出する第１の排出マニホールドを有し、前記第２のセル積層体は、前記第２の供給マニホールドから供給された熱交換媒体を排出する第２の排出マニホールドを有し、前記第１の排出マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第２の排出マニホールドに対し偏倚した位置に配設することもできる。このように構成することで、前記膨張または収縮する位置が、さらに分散されることになり、局部的に面圧が変化することを一層抑制することができる。
【００１１】
そしてまた、本発明にかかる燃料電池スタックは、前記第１のセル積層体と、前記第２のセル積層体との間に、前記第１の排出マニホールドと、前記第２の排出マニホールドとを連通する排出マニホールド連通路を配設することもできる。この構成の場合、前記排出マニホールド連通路を画定する壁面に、断熱部材を配設することもできる。
【００１２】
また、前記第１の供給マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第２の排出マニホールドと略同一線上に配設されていてもよい。このように構成することで、前記利点に加え、単セルの積層状態をさらに安定させることができる。
【００１３】
そしてまた、前記第２の供給マニホールドは、前記単セルの積層方向視で、前記第１の排出マニホールドと略同一線上に配設されていてもよい。このように構成することで、前記利点に加え、単セルの積層状態をさらに安定させることができる。
【００１４】
さらにまた、前記供給マニホールド連通路及び排出マニホールド連通路は、前記第１のセル積層体と第２のセル積層体との間に配設される連結体に形成された連通孔によって形成することもできる。このように構成することで、前記利点に加え、前記供給マニホールド連通路及び排出マニホールド連通路にかかるセル積層方向の負荷を低減させることができると共に、供給マニホールド連通路及び排出マニホールド連通路の配設位置を安定させることができる。
【００１５】
この連結体は、前記第１のセル積層体と第２のセル積層体の間に配設された際に、当該第１のセル積層体及び第２のセル積層体の外周面に対し略面一となる外周面を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる燃料電池スタックは、第１の供給マニホールドと、前記第２の供給マニホールドが、単セルの積層方向視で偏倚した位置に配設されているため、仮に、燃料電池スタック内の温度と温度差が大きい熱交換媒体が、第１の供給マニホールド及び第２の供給マニホールドに供給されて急激な熱衝撃がかり、第１のセル積層体の第１の供給マニホールド付近及び第２のセル積層体の第２の供給マニホールド付近が膨張または収縮したとしても、前記燃料電池スタック全体で見ると、前記膨張または収縮する位置を分散させることができる。この結果、局部的に面圧が変化することを抑制することができると共に、セパレータに歪みが生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる燃料電池スタックについて、図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態にかかる燃料電池スタックの外観を示す図、図２は、図１に示す燃料電池スタックの単セルを示す断面図、図３は、図１に示す燃料電池スタックの内部を透視した状態を模式的に示す側面図、図４は、図１に示す燃料電池スタックのマニホールドの位置関係を模式的に示す斜視図である。
【００１９】
図１〜図４に示すように、本実施の形態にかかる燃料電池スタック１は、電解質膜１１と、この電解質膜１１の一面に配置されたアノード電極１２（燃料極）と、電解質膜１１の他面に配置されたカソード電極１３（空気極）とからなるＭＥＡ１０を備えている。このＭＥＡ１０のアノード電極１２側には、セパレータ１４が配設され、カソード電極１３側には、セパレータ１５が配設されている。そして、このＭＥＡ１０とセパレータ１４及び１５によって単セル９を構成し、この単セル９を複数枚積層して形成された第１のセル積層体３０（図３及び図４参照）と、第１のセル積層体３０と同様の構成を備えた第２のセル積層体４０（図３及び図４参照）と、を備えている。
【００２０】
さらに、第１のセル積層体３０と、第２のセル積層体４０との間には、連結体５０（図３及び図４参照）が配設され、この第１のセル積層体３０、連結体５０及び第２のセル積層体４０が積層されたセル積層方向一端（図３でいう左端）に、ターミナル２０、インシュレータ２１及びエンドプレート２２をそれぞれ配置している。また、セル積層方向の他端（図３でいう右端）には、ターミナル２０、インシュレータ２１及びエンドプレート２２を配設し、さらにエンドプレート２２の内側（インシュレータ２１側）に、プレッシャプレート３２（図３参照）が設けられ、プレッシャプレート３２とエンドプレート２２との間には、スタック締め付け荷重の変動を吸収するばね機構（例えば、皿ばね機構等）３３（図３参照）が設けられている。
【００２１】
そして、これらの部材をセル積層方向に締め付けて、その外側でセル積層方向に延びる締結部材２４（例えば、テンションプレート、スルーボルト等）とボルト２５またはナットで固定し、燃料電池スタック１を構成している。
【００２２】
電解質膜１１は、燃料ガス（水素を含むガス）から供給された水素イオンをアノード電極１２からカソード電極１３に移動させる役割を果たしている。
【００２３】
アノード電極１２及びカソード電極１３は、例えば、触媒層及び拡散層から構成されている。触媒層は、電解質膜１１に接して配置され、例えば、炭素粒子と、固体電解質と、当該炭素粒子に担持された触媒とを備えて構成されている。前記触媒としては、例えば、白金または白金合金等が好適に用いられている。燃料ガスから供給された水素が触媒層に達すると、触媒の表面で水素分子は活性な２個の水素原子に変わる。触媒表面ではさらに酸化反応が進行して、２個の水素イオンと２個の電子が放出されるが、水素イオンは、前述した電解質膜１１中に浸入する。この触媒層では、前記触媒と固体電解質との配合割合を変化させることで、触媒利用効率の低下を抑えて電池性能を向上させている。
【００２４】
また、拡散層は、流体を通過させる機能と、触媒層及びセパレータを導通させる機能とを有する導電体である。具体的には、拡散層は、セパレータの流体流路から供給される反応ガス（燃料ガス、酸化ガス）を触媒層側へ移動させるための透水性を備えている。
【００２５】
セパレータ１４及び１５は、単セル９同士を区切る境界であり、隣の単セル９との間でアノード電極１２とカソード電極１３とが接触して単セル９同士が短絡しないようにする役割を果たすと同時に、隣り合う単セル９間の電気的コネクタの役割を果たしている。このセパレータ１４及び１５は、電子伝導性が高いと共に、耐食性に優れており、且つガス雰囲気において金属イオンを放出しないという特徴を有している。これらの条件を満足する材料として、例えば、カーボンや金属や導電性樹脂が使われる。
【００２６】
このセパレータ１４のアノード電極１２側には、図示しない燃料ガス供給マニホールドから供給された燃料ガスを流通させ、この燃料ガスをアノード電極１２に供給する複数の溝状の燃料ガス流路１４Ａ（図２参照）が形成されている。また、セパレータ１４の燃料ガス流路１４Ａが形成されている面とは反対側の面には、後に詳述する第１の供給マニホールド３８及び第１の排出マニホールド３９に連通し、第１の供給マニホールド３８から供給された熱交換媒体を流通させる複数の溝状の熱交換媒体流路１４Ｂ（図２参照）が形成されている。なお、燃料ガス流路１４Ａと熱交換媒体流路１４Ｂは、互いに略直交するように形成されている。
【００２７】
一方、セパレータ１５のカソード電極１３側には、図示しない酸化ガス供給マニホールドから供給された酸化ガス（例えば、空気）を流通させ、この酸化ガスをカソード電極１３に供給する複数の溝状の酸化ガス流路１５Ａ（図２参照）が形成されている。また、セパレータ１５の酸化ガス流路１５Ａが形成されている面とは反対側の面には、後に詳述する第２の供給マニホールド４８及び第２の排出マニホールド４９に連通し、熱交換媒体を流通させる複数の溝状の熱交換媒体流路１５Ｂ（図２参照）が形成されている。なお、酸化ガス流路１５Ａと熱交換媒体流路１５Ｂは、互いに略直交するように形成されている。
【００２８】
第１のセル積層体３０内には、第１のセル積層体３０の構成要素であるセパレータ１４及び１５の熱交換媒体流路１４Ｂ及び１５Ｂに、熱交換媒体を供給する第１の供給マニホールド３８と、熱交換媒体流路１４Ｂ及び１５Ｂを流通した熱交換媒体を排出する第１の排出マニホールド３９が、互いに離れた位置（本実施の形態では、対角線上）に形成されている。
【００２９】
また、第２のセル積層体４０内には、第２のセル積層体４０の構成要素であるセパレータ１４及び１５の熱交換媒体流路１４Ｂ及び１５Ｂに、熱交換媒体を供給する第２の供給マニホールド４８と、熱交換媒体流路１４Ｂ及び１５Ｂを流通した熱交換媒体を排出する第２の排出マニホールド４９が、互いに離れた位置（本実施の形態では、対角線上）に形成されている。
【００３０】
第２の供給マニホールド４８は、単セル９の積層方向から見て、第１の供給マニホールド３８に対し偏倚した位置に配設されている。即ち、第２の供給マニホールド４８は、単セル９の積層方向から見て、第１の排出マニホールド３９が形成されている領域（第１の排出マニホールド３９と略同一線上）に形成されている。また、第２の排出マニホールド４９は、単セル９の積層方向から見て、第１の排出マニホールド３９に対し偏倚した位置に配設されている。即ち、第２の排出マニホールド４９は、単セル９の積層方向から見て、第１の供給マニホールド３８が形成されている領域（第１の供給マニホールド３８と略同一線上）に形成されている。
【００３１】
第１の供給マニホールド３８及び第１の排出マニホールド３９の上流側端部（図３でいう左側端部）は、エンドプレート２２をそれぞれ貫通し、第１の供給マニホールド３８の上流側端は、図示しない熱交換媒体供給源に接続され、第１の排出マニホールド３９の上流側端は、図示しない熱交換媒体排出口に接続されている。
【００３２】
一方、第１の供給マニホールド３８の下流端（図３でいう右側端）は、連結体５０に形成された供給マニホールド連通路５１を介して第２の供給マニホールド４８の上流端（図３でいう左側端）に接続されている。また、第２の排出マニホールド４９の下流端（図３でいう左側端）は、連結体５０に形成された排出マニホールド連通路５２を介して第１の排出マニホールド３９の上流端（図３でいう右側端）に接続されている。
【００３３】
なお、連結体５０は、図３及び図４に示すように、第１のセル積層体３０及び第２のセル積層体４０の外周面に対し、略面一となる外周面を備えた、略長方体から構成されている。また、供給マニホールド連通路５１及び排出マニホールド連通路５２は、連結体５０に開口された穴から形成されているが、これらの穴を画定する壁面には、断熱部材を配設してもよい。
【００３４】
ここで、前述したように、第１の供給マニホールド３８と第２の排出マニホールド４９は、単セル９の積層方向から見て、同一線上に配置されており、第１の排出マニホールド３９と第２の供給マニホールド４８は、単セル９の積層方向から見て、同一線上に配置されているため、連結体５０に形成されている供給マニホールド連通路５１と、排出マニホールド連通路５２は、交差して配設されることになるが、互いに干渉しない位置に配設されている。
【００３５】
次に、本実施の形態にかかる燃料電池スタック１の具体的動作について説明する。
【００３６】
先ず、燃料電池スタック１を備えた燃料電池を運転させると、燃料ガス供給源（図示せず）から供給される燃料ガスが、燃料ガス供給マニホールド（図示せず）を介して、各々のセパレータ１４に形成されている燃料ガス流路１４Ａに供給され、酸化ガス供給源（図示せず）から供給される酸化ガスが、酸化ガス供給マニホールド（図示せず）を介して、各々のセパレータ１５に形成されている酸化ガス流路１５Ａに供給され、燃料電池スタック１において電気化学反応を開始すると、
アノード電極１２（燃料極）側では、    Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-
カソード電極１３（空気極）側では、    （１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ
燃料電池全体としては、    Ｈ2＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ
の反応が起こる。
【００３７】
また、第１の供給マニホールド３８には、前記電気化学反応によって生じる反応熱による温度上昇を緩和するため、図示しない熱交換媒体供給源から熱交換媒体（例えば、冷媒）が供給される。この熱交換媒体は、先ず、第１の供給マニホールド３８を流通し、供給マニホールド連通路５１を通過して、第２の供給マニホールド４８に至る。第１の供給マニホールド３８に供給された熱交換媒体は、第１のセル積層体３０の構成要素であるセパレータ１４及び１５に形成された熱交換媒体流路１４Ｂ及び１５Ｂを流通し、各々の単セル９を冷却した後、第１の排出マニホールド３９に到達し、ここから外部に排出される。
【００３８】
一方、第２の供給マニホールド４８に供給された熱交換媒体は、第２のセル積層体４０の構成要素であるセパレータ１４及び１５に形成された熱交換媒体流路１４Ｂ及び１５Ｂを流通し、各々の単セル９を冷却した後、第２の排出マニホールド４９に到達した後、排出マニホールド連通路５２を経て第１の排出マニホールド３９に到達し、ここから外部に排出される。
【００３９】
この燃料電池スタック１を備えた燃料電池の運転中に、仮に、燃料電池スタック１内の温度よりも温度差が大きい高温の熱交換媒体が、第１の供給マニホールド３８及び第２の供給マニホールド４８に供給され、急激な熱衝撃がかかった場合、第１のセル積層体３０のセパレータ１４及び１５における第１の供給マニホールド３８付近、及び第２のセル積層体４０のセパレータ１４及び１５における第２の供給マニホールド４８付近が膨張するという現象が生じることがある。このように、仮に、セパレータ１４及び１５が局部的に膨張したとしても、第１の供給マニホールド３８と、第２の供給マニホールド４８が、単セル９の積層方向から見て、偏倚した位置に配設されているため、燃料電池スタック１全体で見ると、膨張する位置が一箇所に集中せずに分散される（本実施の形態の場合は、２箇所に分散され、膨張した厚さ方向の長さが、通常の１／２となる）ことになる。したがって、局部的に面圧が変化することを抑制することができる。
【００４０】
次に、本実施の形態にかかる燃料電池スタック１と、従来の燃料電池スタックについて、膨張によるスタックの変位を、以下の方法で調査した。
【００４１】
先ず、本実施の形態にかかる燃料電池スタック１（発明品）の第２の供給マニホールド４８のターミナル２０寄り端部（図３でいう右端）に、変位計を取り付けた。
【００４２】
次に、比較として、単セルの積層方向に一直線上に形成された供給マニホールド及び排出マニホールドを有する以外は、本実施の形態と同様の条件で製造された従来の燃料電池スタック（従来品）を用意し、この従来品の供給マニホールドの端部に変位計を取り付けた。なお、供給マニホールドの長さは、第１の供給マニホールド３８及び第２の供給マニホールド４８の長さの合計長さとし、排出マニホールドの長さは、第１の排出マニホールド３９及び第２の排出マニホールド４９の長の合計長とした。
【００４３】
次に、本発明の実施の形態にかかる燃料電池スタック１（発明品）と、従来の燃料電池スタック（従来品）について、供給される熱交換媒体の温度と、スタック変位と、時間との関係を測定した。この結果を図５に示す。
【００４４】
図５から、本発明の実施の形態にかかる燃料電池スタック１は、従来品に比べ、スタック変位が、約１／２となっていることが確認された。
【００４５】
なお、本実施の形態では、第１のセル積層体３０と、第２のセル積層体４０との間に連結体５０を配設した場合について説明したが、これに限らず、さらに連結体５０を介して第３のセル積層体を積層してもよい。この場合、第３のセル積層体には、単セル９の積層方向から見て、第１の供給マニホールド３８及び第２の供給マニホールド４８に対し偏倚する位置に、第３の供給マニホールドを形成すればよい。
【００４６】
具体的には、例えば、セル面が略四角形の場合、第１の角部付近に第１の供給マニホールド３８を配設し、第２の角部付近に第２の供給マニホールド４８を配設し、第３の角部付近に第３の供給マニホールドを配設することで、さらにスタック変位を減少（約１／３に減少）させることができる。また、第４のセル積層体を、連結体５０を介して前記と同様に積層してもよく、この場合は、前記セル面の第４の角部付近に第４の供給マニホールドを配設すればよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、第１の供給マニホールド３８と第２の排出マニホールド４９を、単セル９の積層方向から見て、同一線上に配置し、第１の排出マニホールド３９と第２の供給マニホールド４８を、単セル９の積層方向から見て、同一線上に配置した場合について説明したが、これに限らず、第１の供給マニホールド３８と第２の供給マニホールド４８とが、単セル９の積層方向から見て、互いに偏倚した位置（重ならない位置）に形成されていればよい。
【００４８】
さらにまた、本実施の形態では、第１のセル積層体３０と、第２のセル積層体４０との間に連結体５０を配設し、この連結体５０に形成された供給マニホールド連通路５１によって、第１の供給マニホールド３８と第２の供給マニホールド４８を接続し、排出マニホールド連通路５２によって、第１の排出マニホールド３９と第２の排出マニホールド４９とを接続した場合について説明したが、これに限らず、単セル９の積層方向から見て、偏倚した位置に配置された第１の供給マニホールド３８と第２の供給マニホールド４８とを接続可能であり、第１の排出マニホールド３９と第２の排出マニホールド４９とを接続可能であれば、他の構成を備えていてもよい。
【００４９】
前記他の構成としては、例えば、連結体５０をフレーム（枠体）等から構成してもよい。この場合、例えば、第１の供給マニホールド３８と第２の供給マニホールド４８との間にパイプを接続し、第１の排出マニホールド３９と第２の排出マニホールド４９との間にパイプを接続し、供給マニホールド連通路５１及び排出マニホールド連通路５２を前記パイプの中空部分から構成し、前記フレームによって、前記パイプにかかる外力を緩和させる構成とすることができる。
【００５０】
また、第１の供給マニホールド３８と第２の供給マニホールド４８とを連通させずに、各々の供給マニホールドに熱交換媒体を個別に流通させてもよい。さらに、第１の排出マニホールド３９と第２の排出マニホールド４９とを連通させずに、各々の排出マニホールドから熱交換媒体を個別に排出させてもよい。
【００５１】
そしてまた、燃料電池スタック１は、例えば、２列並列に水平に配置されてもよい。この場合は、両端に配設されたエンドプレート２２は、２列の燃料電池スタック１に対して共用してもよい。また、３列以上を並列に水平に配置してもよい。
【００５２】
さらにまた、本実施の形態では、燃料電池スタック１内の温度よりも温度差が大きい高温の熱交換媒体により、急激な熱衝撃がかかり、セパレータ１４及び１５における第１の供給マニホールド３８付近、及び第２のセル積層体４０のセパレータ１４及び１５における第２の供給マニホールド４８付近が膨張した場合について説明したが、これに限らず、本発明は、燃料電池スタック１内の温度よりも温度差が大きい低温の熱交換媒体により、急激な熱衝撃がかかり、前記各部位が収縮した場合にも好適に適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる燃料電池スタックの外観を示す図である。
【図２】図１に示す燃料電池スタックの単セルを示す断面図である。
【図３】図１に示す燃料電池スタックの内部を透視した状態を模式的に示す側面図である。
【図４】図１に示す燃料電池スタックのマニホールドの位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図５】本実施の形態にかかる燃料電池スタック（発明品）と、従来の燃料電池スタック（従来品）について、供給される熱交換媒体の温度と、スタック変位と、時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…燃料電池スタック、９…単セル、１４、１５…セパレータ、３０…第１の節積層体、４０…第２のセル積層体、３８…第１の供給マニホールド、３９…第１の排出マニホールド、４８…第２の供給マニホールド、４９…第２の排出マニホールド、５０…連結体、５１…供給マニホールド連通路、５２…排出マニホールド連通路
【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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