(57)【要約】      （修正有）【課題】均一な温度分布を有するスタック及びその駆動方法を提供する。【解決手段】複数のセル及び複数の冷却プレートを含むスタックの駆動方法において、第１冷却プレート群４２に動作流体を供給する段階と、第１冷却プレート群４２を経由した動作流体を、冷却プレートのうち第２冷却プレート群４８に再供給する段階と、を含み、第１冷却プレート群４２及び第２冷却プレート群４８は、スタック内部の駆動温度によって区分されるスタックの駆動方法である。【選択図】図１
2012033486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセル及び複数の冷却プレートを含むスタックの駆動方法において、
第１冷却プレート群に動作流体を供給する段階と、
前記第１冷却プレート群を経由した前記動作流体を、前記冷却プレートのうち第２冷却プレート群に再供給する段階と、を含み、
前記第１冷却プレート群及び第２冷却プレート群は、スタック内部の駆動温度によって区分されるスタックの駆動方法。
【請求項２】
前記スタックは、燃料電池スタックであり、前記セルは、燃料電池セルであることを特徴とする請求項１に記載のスタックの駆動方法。
【請求項３】
前記第１冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの両端に位置し、前記第２冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの中心領域に位置することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項４】
前記第１冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの中心領域に位置し、前記第２冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの両端に位置することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項５】
前記燃料電池スタックの各冷却プレートは、前記第１冷却プレート群及び第２冷却プレート群のうちいずれか一つに属することを特徴とする請求項２ないし請求項４のうち、いずれか１項に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項６】
前記第１冷却プレート群に供給される前記動作流体は、前記燃料電池スタックで循環することによって予熱されることを特徴とする請求項２ないし請求項５のうち、いずれか１項に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項７】
前記第１冷却プレート群に供給される前記動作流体は、加熱装置を利用し、前記燃料電池スタックの外部で予熱されることを特徴とする請求項２ないし請求項６のうち、いずれか１項に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項８】
前記第２冷却プレート群に供給される前記動作流体の供給率を制御する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２ないし請求項７のうち、いずれか１項に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項９】
前記第１冷却プレート群を経た前記動作流体は、互いに異なる方向の２つの流れに分離されることを特徴とする請求項２ないし請求項８のうち、いずれか１項に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項１０】
前記スタックは、バッテリパックであり、前記セルは、バッテリセルであることを特徴とする請求項１及び請求項３ないし請求項９のうち、いずれか１項に記載の燃料電池スタックの駆動方法。
【請求項１１】
複数個のセルと、
前記セル間に位置し、動作流体入口並びに動作流体出口をそれぞれ含む第１冷却プレート群及び第２冷却プレート群と、
前記第１冷却プレート群の前記動作流体入口の少なくとも一つと流体連通し、前記第１冷却プレート群に動作流体を供給する動作流体供給マニホールドと、
前記第１冷却プレート群の前記動作流体出口の少なくとも一つ、及び前記第２冷却プレート群の前記動作流体入口の少なくとも一つと流体連通し、前記第１冷却プレート群を経由した前記動作流体を、前記第２冷却プレート群に再供給する動作流体再供給マニホールドと、を含むスタック。
【請求項１２】
前記スタックは、燃料電池スタックであり、前記セルは、燃料電池セルであることを特徴とする請求項１１に記載のスタック。
【請求項１３】
前記第２冷却プレート群の前記動作流体出口の少なくとも一つと流体連通し、前記第２冷却プレート群を経由した前記動作流体を、前記燃料電池スタックの外に移動させる動作流体流出マニホールドをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のスタック。
【請求項１４】
前記第１冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの両端に位置し、前記第２冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの中心領域に位置することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のスタック。
【請求項１５】
前記燃料電池スタックの中心領域の冷却プレート当たり燃料電池セルの数は、前記燃料電池スタックの両端領域にある冷却プレート当たり燃料電池セルの数より多いことを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項１６】
前記燃料電池スタックの一端にある冷却プレート当たり燃料電池スタックの数は、前記燃料電池スタックの他端にある冷却プレート当たり燃料電池スタックの数より多いことを特徴とする請求項１２ないし請求項１５のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項１７】
前記動作流体再供給マニホールド上の流量制御器をさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし請求項１６のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項１８】
前記燃料電池スタック内の各冷却プレートは、前記第１冷却プレート群及び前記第２冷却プレート群のうちいずれか一つに属することを特徴とする請求項１２ないし請求項１７のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項１９】
前記動作流体供給マニホールドは、前記第１冷却プレート群それぞれの前記動作流体出口と流体連通することを特徴とする請求項１２ないし請求項１８のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項２０】
前記動作流体再供給マニホールドは、前記第１冷却プレート群それぞれの前記動作流体出口と流体連通することを特徴とする請求項１２ないし請求項１９のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項２１】
前記動作流体再供給マニホールドは、前記第２冷却プレート群それぞれの前記動作流体出口と流体連通することを特徴とする請求項１２ないし請求項２０のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【請求項２２】
前記スタックは、バッテリパックであり、前記セルは、バッテリセルであることを特徴とする請求項１１及び請求項１３ないし請求項２１のうち、いずれか１項に記載のスタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源（ｈｅａｔ  ｓｏｕｒｃｅ）に係り、さらに詳細には、均一な温度分布を有するスタック及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックが正常状態で運転されるとき、スタック内部の温度は、電気化学反応によって発生した熱のために上昇する。これにより、冷却プレートを一定間隔で位置させて、スタック内部の温度上昇を一定レベルに制限させる。
【０００３】
しかし、冷却プレート間にも、放物線状の温度勾配が形成される。また、エンドプレートを介して外部に熱が伝えられるので、スタック内部で温度勾配が形成される。これにより、エンドプレート付近の燃料電池セル、すなわちエンドセルの作動温度は、スタックの中心部に位置したセルに比べて低くなる。かような温度差によって、スタック内に備わったセルの性能及び寿命に係わる不均一性が大きくなる。
【０００４】
特に、相対的に冷たい動作流体（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｆｌｕｉｄ）が流入する流入口付近の温度と、流出口付近の温度は、スタックの他の部分より低い。
【０００５】
一方、電気化学反応で発生した水蒸気が凝縮されることによるリン酸流出の可能性をなくすために、スタック内のバイポーラ・プレート（ｂｉｐｏｌａｒ  ｐｌａｔｅ）の温度は、１００℃以上に予熱されうる。このために、燃料電池のスタックに負荷を印加する前に、スタックは予熱されうる。
【０００６】
しかし、従来の場合、全体のバイポーラ・プレートを１００℃以上に予熱する時間が長く、予熱のための別途の熱源が使われるので、燃料電池の構成が複雑になり、体積は増大しうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一実施形態は、別途の熱源を具備せずに、スタック内の温度分布を均一に維持することができるスタックを提供するものである。
【０００８】
本発明の他の実施形態は、かようなスタックの駆動方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態による複数のセル及び複数の冷却プレートを含むスタックの駆動方法は、第１冷却プレート群に動作流体を供給する段階と、前記第１冷却プレート群を経由した前記動作流体を、前記冷却プレートのうち第２冷却プレート群に再供給する段階と、を含み、前記第１冷却プレート群及び第２冷却プレート群は、スタック内部の駆動温度によって区分される。
【００１０】
そして、前記スタックは、燃料電池スタックであり、前記セルは、燃料電池セルでありうる。
【００１１】
また、前記第１冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの両端に位置し、前記第２冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの中心領域に位置しうる。
【００１２】
そして、前記第１冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの中心領域に位置し、前記第２冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの両端に位置しうる。
【００１３】
そして、前記燃料電池スタックの各冷却プレートは、前記第１冷却プレート群及び第２冷却プレート群のうちいずれか一つに属することができる。
【００１４】
また、前記第１冷却プレート群に供給される前記動作流体は、前記燃料電池スタックで循環することによって予熱されうる。
【００１５】
そして、前記第１冷却プレート群に供給される前記動作流体は、加熱装置を利用し、前記燃料電池スタックの外部で予熱されうる。
【００１６】
また、前記第２冷却プレート群に供給される前記動作流体の供給率（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）を制御する段階をさらに含むことができる。
【００１７】
そして、前記第１冷却プレート群を経た前記動作流体は、互いに異なる方向の２つの流れに分離されうる。
【００１８】
また、前記スタックは、バッテリパックであり、前記セルは、バッテリセルでありうる。
【００１９】
一方、本発明の一実施形態によるスタックは、複数個のセル；前記セル間に位置して、動作流体入口並びに動作流体出口をそれぞれ含む第１冷却プレート群及び第２冷却プレート群；前記第１冷却プレート群の前記動作流体入口の少なくとも一つと流体連通し、前記第１冷却プレート群に動作流体を供給する動作流体供給マニホールド；前記第１冷却プレート群の前記動作流体出口の少なくとも一つ、及び前記第２冷却プレート群の前記動作流体入口の少なくとも一つと流体連通し、前記第１冷却プレート群を経由した前記動作流体を、前記第２冷却プレート群に再供給する動作流体再供給マニホールド；を含む。
【００２０】
そして、前記スタックは、燃料電池スタックであり、前記セルは、燃料電池セルでありうる。
【００２１】
また、前記第２冷却プレート群の前記動作流体出口の少なくとも一つと流体連通し、前記第２冷却プレート群を経由した前記動作流体を、前記燃料電池スタックの外に移動させる動作流体流出マニホールドをさらに含むことができる。
【００２２】
そして、前記第１冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの両端に位置し、前記第２冷却プレート群は、前記燃料電池スタックの中心領域に位置しうる。
【００２３】
また、前記燃料電池スタックの中心領域の冷却プレート当たり燃料電池セルの数は、前記燃料電池スタックの両端領域にある冷却プレート当たり燃料電池セルの数より多い。
【００２４】
そして、前記燃料電池スタックの一端にある冷却プレート当たり燃料電池スタックの数は、前記燃料電池スタックの他端にある冷却プレート当たり燃料電池スタックの数より多い。
【００２５】
また、前記動作流体再供給マニホールド上の流量制御器をさらに含むことができる。
【００２６】
そして、前記燃料電池スタック内の各冷却プレートは、前記第１冷却プレート群及び前記第２冷却プレート群のうちいずれか一つに属することができる。
【００２７】
また、前記動作流体供給マニホールドは、前記第１冷却プレート群それぞれの前記動作流体出口と流体連通することができる。
【００２８】
そして、前記動作流体再供給マニホールドは、前記第１冷却プレート群それぞれの前記動作流体出口と流体連通することができる。
【００２９】
また、前記動作流体再供給マニホールドは、前記第２冷却プレート群それぞれの前記動作流体出口と流体連通することができる。
【００３０】
そして、前記スタックは、バッテリパックであり、前記セルは、バッテリセルでありうる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一実施形態による燃料電池スタック及びその駆動方法によれば、スタック駆動時に、スタック内部で発生する熱を利用して、容易にスタック内部の位置による温度偏差を減らすことができる。
【００３２】
例えば、スタックの負荷運転時に、相対的に高温度のスタックの中心部で発生した熱を利用して、相対的に温度が低いエンドプレート付近、すなわち、スタック内部両端の冷却プレートに流入する冷却水の温度を上げることができる。これにより、別途の熱源なしにも、スタック内部の熱だけを利用して、スタック内部の両端でセルの温度を上げることができ、スタック内部の温度分布を均一に維持でき、温度偏差と共に電圧偏差も減らすことができる。
【００３３】
一方、スタックの起動運転時には、相対的に低温度のスタックの両端部に予熱された冷却水をまず供給することによって、全体バイポーラ・プレートの予熱時間を短縮して起動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態による燃料電池のスタックを示した斜視図である。
【図２】図１のスタックに備わった冷却プレートのうち、スタックの両端に備わった第１冷却プレート群の正面図である。
【図３】図１のスタックに備わった冷却プレートのうち、スタックの両端に備わった第１冷却プレート群の正面図である。
【図４】図１のスタックに備わった冷却プレートのうち、スタックの中心部に備わった、すなわち、前記第１冷却プレート群間に備わった第２冷却プレート群の正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの斜視図である。
【図６】図５をｙ軸に垂直な方向に切開した断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの斜視図である。
【図８】図７をｙ軸に垂直な方向に切開した断面図である。
【図９】燃料電池スタックで、冷却プレートとバイポーラ・プレートとがスタックの中心に対して対称に備わった他の実施形態を示した断面図である。
【図１０】図９の所定部分（符号８６）を拡大した断面図である。
【図１１】燃料電池スタックの構成要素が、スタックの中心に対して非対称性を有する他の実施形態を示した断面図である。
【図１２】燃料電池スタックの内側領域で、冷却プレート間のバイポーラ・プレートの数が異なった実施形態を示した断面図である。
【図１３Ａ】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１３Ｂ】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２０】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２３】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２４】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２５】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２６】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２７】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２８】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図２９】本発明の他の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法（動作流体移動方法）を示した断面図である。
【図３０】本発明の実施形態による燃料電池スタックと従来技術による燃料電池スタックとの駆動方法に係わるシミュレーションの結果を示したグラフである。
【図３１】従来技術による燃料電池スタック駆動方法に係わるシミュレーションで、経時的な結果を示したグラフである。
【図３２】本発明の一実施形態による燃料電池スタック駆動方法に係わるシミュレーションで、経時的な結果を示したグラフである。
【図３３】本発明の実施形態による燃料電池スタックの駆動方法に係わるシミュレーションで、流入動作流体の温度変化による結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態によるスタック内の均一な温度分布を有する燃料電池スタック及びその駆動方法について、添付された図面を参照しつつ詳細に説明する。この過程で、図面に図示された層や領域の厚みは、明細書の明確性のために誇張されて図示されている。
【００３６】
まず、本発明のさまざまな実施形態による燃料電池スタックについて説明する。
【００３７】
図１を参照すれば、本発明の一例による燃料電池スタック４０は、第１冷却プレート群４２，４４と、第２冷却プレート群４８とを含む。前記第１冷却プレート群４２，４４は、スタック４０内の他の領域に比べて、既測定の駆動温度が相対的に低い領域に設けられた冷却プレートを含むことができる。例えば、前記第１冷却プレート群４２，４４は、図１に図示されているように、スタック４０の両端部に位置する冷却プレートを含むことができる。かような場合は一例に過ぎず、前記第１冷却プレート群４２，４４は、既測定の駆動温度に依存して、所定位置に備わった冷却プレートを含むことができる。
【００３８】
ここで、「駆動温度」とは、燃料電池が駆動状態にあるときに測定されるスタック内部の温度を意味する。例えば、燃料電池を駆動するとき、スタックの一端または両端を介して流入または流出する動作流体（水、オイル、シリコンオイル、ミネラルオイル、エタノールグリコール、プロピレングリコール、または脱イオン化水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）など）によって、スタックの一端部または両端部の温度は、スタックの中央部の温度に比べて低く、これにより、スタック内部の燃料電池セル内には、位置によって温度偏差が発生している。このように駆動温度とは、駆動時にスタック内部で測定される温度を意味している。
【００３９】
スタック内に備わった複数の冷却プレートは、当該冷却プレートが備わった位置の既測定の駆動温度によって、少なくとも２以上の冷却プレート群に区分されうるが、第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８は、その一例になりうる。
【００４０】
図１には図示されていないが、図９、図１１及び図１２から分かるように、第１冷却プレート群４２，４４の外側にエンドプレート７０，７２（図９）が存在する。従って、第１冷却プレート群４２，４４は、前記エンドプレート付近に位置した冷却プレートを含むことができる。例えば、第１冷却プレート群４２，４４は、スタックの両端に各一つずつ、２枚の冷却プレートを含むことができるが、これに制限されるものではなく、相対的に駆動温度が低い部分に位置する少なくとも１枚以上の冷却プレートを含むことができる。
【００４１】
また、第２冷却プレート群４８は、スタック４０両端部間に、すなわち、スタック４０の中央部に位置する複数の冷却プレートを含むことができる。第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８に含まれた冷却プレートは、隣接した燃料電池セルの熱を吸収することができる。第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８のプレート面に、動作流体流路が形成されている。第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８を経由する動作流体は、前記動作流体流路を介して移動する。動作流体は、前記動作流体流路を介して移動しつつ、当該冷却プレートに隣接した燃料電池セルから熱を吸収する。かような動作流体流路は、前記冷却プレートの一面または両面に備わりうる。
【００４２】
第１冷却プレート群４２，４４及び２冷却プレート群４８の冷却プレートは、前記の通り、基本的に隣接した燃料電池セルから熱を吸収する。しかし、相対的に駆動温度が低い位置に備わった冷却プレートには、予熱された動作流体が供給されうるために、当該冷却プレートは、隣接した燃料電池セルに熱を供給する役割も行うことができる。スタックの起動（ｓｔａｒｔ−ｕｐ）運転時に、スタックの一端部または両端部に位置した冷却プレートに、予熱された動作流体を供給する場合がこれに係わる一例になりうる。
【００４３】
次に、図１には、第２冷却プレート群４８が４枚の冷却プレートを含むと図示されているが、これは、便宜上かように図示したものである。第２冷却プレート群４８は、さらに多くの複数の冷却プレートを含むことができる。第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８の冷却プレートは、一列に配列されている。冷却プレート間には、複数のバイポーラ・プレートが備わっているが、図示の便宜のために、図１では省略してある。
【００４４】
スタック４０は、複数の冷却マニホールド、例えば、第１冷却マニホールドないし第４冷却マニホールド４５，４６，５０，５２を含むことができる。
【００４５】
第１冷却マニホールドないし第４冷却マニホールド４５，４６，５０，５２は、スタック４０に供給された動作流体が、まずは、複数の冷却プレートの一部分（例えば、第２冷却プレート群４８）と、残りの部分（例えば、第１冷却プレート群４２，４４）のうち選択された一部（例えば、第２冷却プレート群４８）に属する冷却プレートを経由するように、前記動作流体を、まずは前記選択された一部に供給する経路として使われる動作流体供給マニホールドを含む。かような動作流体供給マニホールドは、第２冷却マニホールド４６でありうる。
【００４６】
図１で、動作流体の移動経路が反対であるとき、前記動作流体供給マニホールドは、第１冷却マニホールド４５となる。そして、第２冷却マニホールド４６は、動作流体流出マニホールドになる。
【００４７】
ここで、冷却プレートを経由するということは、前述のように、冷却プレートに形成された動作流体流路を介して、動作流体が移動するということを意味する。
【００４８】
さらに図１を参照すれば、第１冷却マニホールドないし第４冷却マニホールド４５，４６，５０，５２それぞれは、第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８に含まれた冷却プレートの一部または全部と連結されうる。第１冷却マニホールドないし第４冷却マニホールド４５，４６，５０，５２のうち一部は、冷却プレートの動作流体流入部に動作流体を供給する経路として備わる動作流体供給マニホールドであり、他の一部は、冷却プレートの動作流体流出部から流出する動作流体を、スタック４０の外部に移動させる経路として備わる動作流体流出マニホールドであり、残りは、前記動作流体流出部から流出する動作流体を、スタック４０内部の他の冷却プレートに移動させるか、あるいは再供給する経路として備わる動作流体再供給マニホールドでありうる。
【００４９】
動作流体供給マニホールドである第２冷却マニホールド４６を経由して、スタック４０の中央部の第２冷却プレート群４８に供給された動作流体は、第２冷却プレート群４８の冷却プレートの動作流体流出部を介して、第３冷却マニホールド５０に移動する。第２冷却プレート群４８の冷却プレートの動作流体流出部を介して流出された動作流体は、第３冷却マニホールド５０と第４冷却マニホールド５１とを経由して、第１冷却プレート群４２，４４に移動することができる。従って、第３冷却マニホールド５０及び第４冷却マニホールド５２は、第２冷却プレート群４８から流出する動作流体を、第１冷却プレート群４２，４４に移動させたり再供給する経路として使われる動作流体再供給マニホールドでありうる。第３冷却マニホールド５０は、スタック４０外部に拡張され、第４冷却マニホールド５２と連結されもする。
【００５０】
前記動作流体は、オイル、シリコンオイル、ミネラルオイル、エタノールグリコール、プロピレングリコールまたは脱イオン化水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）でありうる。第１冷却マニホールド４５は、第１冷却プレート群４２，４４から流出する動作流体を、スタック４０外部に排出する経路でありうる。従って、第１冷却マニホールド４５は、動作流体流出マニホールドでありうる。第１冷却マニホールド４５は、少なくとも第１冷却プレート群４２，４４の左側下端に連結される。これと同時に、第１冷却マニホールド４５は、第２冷却プレート群４８の左側下端と連結されもする。このために、第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８の左側下端は、第１冷却マニホールド４５が連結されるほど突出しうる。第１冷却マニホールド４５は、第１冷却プレート群４２，４４に流入した動作流体が、スタック４０外部に排出される通路でありうる。従って、第１冷却マニホールド４５は第２冷却プレート群４８に連結されうるが、第２冷却プレート群４８に形成された動作流体流路（図示せず）は第１冷却マニホールド４５と接触しない。従って、第２冷却プレート群４８に供給された動作流体は、第１冷却マニホールド４５に流出しない。スタック４０内部の冷却プレートを循環した動作流体は、第１冷却マニホールド４５を介して、スタック４０外に移動する。第２冷却マニホールド４６は、スタック４０外からスタック４０内部に動作流体が流入する通路である。第１冷却マニホールド４５を介してスタック４０外に移動した動作流体は、外部の循環経路を通過した後、第２冷却マニホールド４６を介して、スタック４０内部に再び流入しうる。第２冷却マニホールド４６は、第１冷却プレート群４２及び第２冷却プレート群４８の右側下端に連結される。このために、第１冷却プレート群４２及び第２冷却プレート群４８の右側下端は、第２冷却マニホールド４６が連結されるほど突出しうる。第２冷却マニホールド４６を介して流入した動作流体は、第２冷却プレート群４８に供給される。しかし、第２冷却マニホールド４６は、第１冷却プレート群４４の動作流体流路と接触しない。従って、第２冷却マニホールド４６を介して流入した動作流体は、第１冷却プレート群４４には供給されない。第３冷却マニホールド５０は、第２冷却プレート群４８の左側上端に連結され、第１冷却プレート群４４の左側上端に連結される。このために、第２冷却プレート群４８の左側上端と、第１冷却プレート群４４の左側上端は、第３冷却マニホールド５０が連結されうるように突出しうる。第３冷却マニホールド５０は、第２冷却プレート群４８を通過した動作流体が排出される通路でありうる。第３冷却マニホールド５０に流入した動作流体は、矢印５１で示されているように、第４冷却マニホールド５２に流入する。このために、第３冷却マニホールド５０と第４冷却マニホールド５２との間に、第３冷却マニホールド５０及び第４冷却マニホールド５２を連結する連結マニホールド（図示せず）が備わりうる。前記連結マニホールドは、スタック４０の外部に備わりもし、例えば、スタック４０内部のエンドプレート７２（図９）内部に備わりもする。第４冷却マニホールド５２は、第１冷���プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８の右側上端に連結される。このために、第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８の右側上端は、第４冷却マニホールド５２が連結されうるほど突出しうる。第３冷却マニホールド５０と前記連結マニホールドとを経て、第４冷却マニホールド５２に流入した動作流体は、第２冷却プレート群４８に供給されず、第１冷却プレート群４２，４４に供給される。第４冷却マニホールド５２を介して供給された動作流体は、第１冷却プレート群４２，４４を通過し、第１冷却マニホールド４５を介してスタック４０外に移動する。図１で矢印は、動作流体の移動方向を示している。
【００５１】
一方、図１で、動作流体の移動が反対でもありうる。例えば、動作流体は、第１冷却マニホールド４５を介して流入しうる。このとき、第１冷却マニホールド４５は、動作流体供給マニホールドである。第１冷却マニホールド４５に流入した動作流体は、第１冷却プレート群４２，４４、第４冷却マニホールド５２、前記連結マニホールド、第３冷却マニホールド５０、第２冷却プレート群４８及び第２冷却マニホールド４６を経由して、スタック４０外に移動することができる。このとき、第２冷却マニホールド４６は、動作流体流出マニホールドである。
【００５２】
他方、前記連結マニホールドが、第３冷却マニホールド５０及び第４冷却マニホールド５２を連結する代わりに、第３冷却マニホールド５０と第１冷却マニホールド４５とを連結する場合、第３冷却マニホールド５０に流入した動作流体は、前記連結マニホールドを経由して、第１冷却マニホールド４５に移動した後、第１冷却プレート群４２，４４と第４冷却マニホールド５２とを経由して、スタック４０外に移動することができる。このとき、第４冷却マニホールド５２は、動作流体流出マニホールドでありうる。
【００５３】
他方、前記連結マニホールドが、第３冷却マニホールド５０と第１冷却マニホールド４５との間に連結され、スタック４０外から第４冷却マニホールド５２を介して動作流体を流入させることもできる。この場合、動作流体は、第４冷却マニホールド５２、第１冷却プレート群４２，４４、前記第１冷却マニホールド４５、前記連結マニホールド、第３冷却マニホールド５０、第２冷却プレート群４８及び第２冷却マニホールド４６の順序に移動する。このとき、前記第２冷却マニホールド４６は、動作流体流出マニホールドでありうる。
【００５４】
図２は、図１の燃料セルスタック４０の第１冷却マニホールド４５、第２冷却マニホールド４６及び第４冷却マニホールド５２に連結された冷却プレート群４２の冷却プレートの正面図である。
【００５５】
図２を参照すれば、冷却プレート４２は、動作流体が流れうる構造、たとえば、ウィック（ｗｉｃｋ）構造を含むメインプレート４２Ｄと、メインプレート４２Ｄの右側下端、右側上端及び左側下端に形成された突出部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃとを含む。図２で矢印は、動作流体の移動方向を示している。
【００５６】
図３は、図１の燃料セルスタック４０の第１冷却マニホールド４５、第３冷却マニホールド５０及び第４冷却マニホールド５２に連結された第１冷却プレート群４４の冷却プレートの正面図である。
【００５７】
図３を参照すれば、冷却プレート４４は、ウィック構造を有するメインプレート４４Ｄと、メインプレート４４Ｄの左側上端、右側上端及び左側下端に形成された突出部４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃとを含む。図３で矢印は、動作流体の移動方向を示している。
【００５８】
図４は、図１の第２冷却プレート群４８の冷却プレートの正面図である。
【００５９】
図４を参照すれば、冷却プレート４８は、メインプレート４８Ｄと、メインプレート４８Ｄの右側上端、右側下端、左側上端及び左側下端に形成された突出部４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｅとを含む。図４で矢印は、動作流体の移動方向を示している。
【００６０】
図５は、本発明の他の実施形態による燃料電池のスタック６０を示している。
【００６１】
図５を参照すれば、スタック６０は、内部に複数の冷却プレート６２を含み、第５冷却マニホールドないし第８冷却マニホールド６４，６６，６７，６９を含む。第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６は、スタック６０内部に備わっている。第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６は、それぞれ冷却プレート６２の上下に備わっている。第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６は、冷却プレート６２と離隔されている。第７冷却マニホールド６７は、冷却プレート６２の左側上端に連結されている。このために、冷却プレート６２の左側上端に、突出部６２Ａ（図６）が備わりうる。第８冷却マニホールド６９は、冷却プレート６２の右側下端に連結されている。このために、冷却プレート６２の右側下端に、突出部６２Ｂ（図６）が備わっている。
【００６２】
第５冷却マニホールド６４を介して、スタック６０外から中に動作流体が流入する。第５冷却マニホールド６４の代わりに、第６冷却マニホールド６６を介して、動作流体が流入してもよい。第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６は、いずれも備わりうるが、いずれか一つを省略することも可能である。言い換えれば、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６のうちいずれか一つは選択的である。第５冷却マニホールド６４だけ備わった場合、動作流体は、実線矢印で示されているように、第５冷却マニホールド６４、第７冷却マニホールド６７、冷却プレート６２及び第８冷却マニホールド６９の順に移動する。
【００６３】
第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６がいずれも備わった場合、第５冷却マニホールド６４に流入した動作流体は、点線矢印で示されているように、第６冷却マニホールド６６、第８冷却マニホールド６９、冷却プレート６２及び第７冷却マニホールド６７の順序に移動する。
【００６４】
かような動作流体の移動過程で動作流体は、第５冷却マニホールド６４、または第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６を通過しつつ、スタック６０内の冷却プレート６２間に備わった燃料電池セルから発生する熱を吸収する。これにより、第５冷却マニホールド６４、または第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６を通過する動作流体は、予熱されうる。このように予熱された動作流体が、第７冷却マニホールド６７あるいは第８冷却マニホールド６９を経て、冷却プレート６２に流入する。これにより、スタックの予熱時間が短縮され、スタックの起動時間を短縮することができ、スタック内部の温度偏差及び電圧偏差を減らすことができる。
【００６５】
前記の動作流体移動のために、第５冷却マニホールド６４と第７冷却マニホールド６７との間に、連結マニホールドが備わりうる。また、第５冷却マニホールド６４と第６冷却マニホールド６６との間に、連結マニホールドが備わりうる。また、第６冷却マニホールド６６と第８冷却マニホールド６９との間にも、連結マニホールドが備わりうる。かような連結マニホールドは、スタック６０の外部に、またはスタック６０内部のエンドプレート内に備わりうる。
【００６６】
図６は、図５をｙ軸に垂直に切開した断面を示している。
【００６７】
図６を参照すれば、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６が、冷却プレート６２の上側と下側とにそれぞれ備わっていることと、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６が、冷却プレート６２から離隔していることとが分かる。
【００６８】
図７は、本発明の他の実施形態による燃料電池スタック４０ａを示している。
【００６９】
図７のスタックは、図１及び図５のスタックを結合したケースに該当する。従って、前述の部材については、同じ参照番号をそのまま使用し、それについての説明は省略する。
【００７０】
図７を参照すれば、第１冷却マニホールドないし第４冷却マニホールド４５，４６，５０，５２以外に、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６のうち少なくとも一つをさらに含む。第５冷却マニホールド６４だけ備わった場合、第５冷却マニホールド６４に流入した動作流体は、第４冷却マニホールド５２、第１冷却プレート群４２，４４、第１冷却マニホールド４５、第２冷却マニホールド４６、第２冷却プレート群４８及び第３冷却マニホールド５０の順序に移動する。第５冷却マニホールド６４に流入した動作流体は、第３冷却マニホールド５０に移動し、第２冷却プレート群４８、第２冷却マニホールド４６、第１冷却マニホールド４５、第１冷却プレート群４２，４４及び第４冷却マニホールド５２の順序に移動しもする。前述のような動作流体移動のために、第５冷却マニホールド６４と、第４冷却マニホールド５２または第３冷却マニホールド５０とを連結する連結マニホールド（図示せず）が備わりうる。また、第１冷却マニホールド４５と、第２冷却マニホールド４６とを連結する連結マニホールド（図示せず）が備わりうる。
【００７１】
第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６が備わった場合、第５冷却マニホールド６４に流入した動作流体は、第６冷却マニホールド６６、第２冷却マニホールド４６、第２冷却プレート群４８、第３冷却マニホールド５０、第４冷却マニホールド５２、第１冷却プレート群４２，４４、及び第１冷却マニホールド４５の順に移動することができる。この場合、動作流体の流入口と流出口は、スタック４０ａの同じ面あるいは他の面に存在しうる。動作流体が第６冷却マニホールド６６に流入する場合、動作流体は、第５冷却マニホールド６４、第４冷却マニホールド５２、第１冷却プレート群４２，４４、第１冷却マニホールド４５、第２冷却マニホールド４６、第２冷却プレート群４８及び第３冷却マニホールド５０の順に移動することができる。このとき、動作流体の流入口と流出口は、スタック４０の同一面または他の面に存在しうる。また、動作流体が第６冷却マニホールド６６に流入する場合、動作流体は、第５冷却マニホールド６４、第３冷却マニホールド５０、第２冷却プレート群４８、第２冷却マニホールド４６、第１冷却マニホールド４５、第１冷却プレート群４２，４４及び第４冷却マニホールド５２の順に移動することができる。この場合にも、動作流体の流入口と流出口は、スタック４０の同一面または他の面に存在しうる。
【００７２】
図８は、図７をｙ軸に垂直な方向に切開した断面を示している。
【００７３】
図８を参照すれば、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６は、それぞれ第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８の上下に位置し、第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８から離隔している。動作流体は、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６のうち少なくとも一つを経由しつつ、冷却プレート４２，４４，４８間に備わった燃料電池セル（図示せず）から発生する熱を吸収する。これにより、第５冷却マニホールド６４及び第６冷却マニホールド６６に沿って移動する動作流体は、予熱されうる。このように予熱された動作流体が、第１冷却プレート群４２，４４及び第２冷却プレート群４８のうちいずれか一つにまず流入することによって、冷たい動作流体の流入によって、前記燃料電池セルの温度が急激に変化することを防止することができる。また、スタックの両端部に位置したセル、すなわち、エンドプレート付近の燃料電池セルの温度上昇遅延を防止することもできる。また、スタック内の自体発熱を利用するので、流入する動作流体のヒーティングのための別途の熱源が不要である。従って、燃料電池の体積も縮小させることができる。
【００７４】
図９は、スタックの構成例を示している。便宜上、図９には、前記の冷却マニホールドを図示していない。
【００７５】
図９を参照すれば、スタックは、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２を含み、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２間に、第１集電板７４及び第２集電板７６、複数の冷却プレート８０，８２並びに複数のバイポーラ・プレート８４を含む。第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２は、前記の連結マニホールド７０Ａ，７２Ａを含むことができる。第１集電板７４及び第２集電板７６のうち１枚は、正極板であり、他の１枚は、負極板である。第１集電板７４は、第１エンドプレート７０に接触する。第２集電板７６は、第２エンドプレート７２に接触する。複数の冷却プレート８０，８２は、第１集電板７４及び第２集電板７６間に整列されている。冷却プレート８０は、前記の第１冷却プレート群に対応する。そして、冷却プレート８２は、前記の第２冷却プレート群に対応する。冷却プレート８０，８２は、離隔されている。冷却プレート８０と８２との間に、複数のバイポーラ・プレート８４が備わっている。また、バイポーラ・プレート８４は、第１集電板７４及び第２集電板７６と、冷却プレート８０との間に備わっている。第１集電板７４及び第２集電板７６と、冷却プレート８０との間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、冷却プレート８０と８２との間に備わったバイポーラ・プレート８４の数より少ない。冷却プレート８０と８２との間に備わったバイポーラ・プレート８４の数と、冷却プレート８２間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、同一でありうる。また、第１集電板７４及び第２集電板７６と、冷却プレート８０との間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、同一でありうる。かような事実を考慮すれば、第１集電板７４及び第２集電板７６、複数の冷却プレート８０，８２並びに複数のバイポーラ・プレート８４は、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２間の中心を基準に対称的に整列されていることが分かる。
【００７６】
図１０は、図９の隣接する２つのバイポーラ・プレート８４の接触面を含む領域８６を拡大した図面である。
【００７７】
図１０を参照すれば、隣接した２つのバイポーラ・プレート８４間に、燃料電池セル、すなわち、ＭＥＡ（ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）８９を含む。ＭＥＡ８９は、アノード９０とカソード９２とを含み、アノード９０とカソード９２との間に備わったメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）９４を含む。バイポーラ・プレート８４は、アノード９０及びカソード９２と接触しうる。図１０には図示されていないが、バイポーラ・プレート８４のアノード９０と対面する面に、燃料供給路がありうる。そして、バイポーラ・プレート８４のカソード９２と対面する面には、酸素供給のための供給路がありうる。
【００７８】
図１１は、スタックの構成例を示している。便宜上、図１１には、前記の冷却マニホールドを図示していない。
【００７９】
図１１のスタックの基本構成は、図９と同一でありうる。ただし、図１１に図示したスタックの場合、第１集電板７４及び第２集電板７６間に備わった構成要素の数と配列とが、図９の場合と異なりうる。
【００８０】
図１１を参照すれば、前記の第１冷却プレート群に対応する冷却プレート８０ａ，８０ｂ，８０ｃの数が非対称的でありうる。図１１で矢印は、動作流体が流入する方向を示している。
【００８１】
具体的には、第１エンドプレート７０の近くに、すなわち、第１集電板７４に近い位置に、２枚の冷却プレート８０ａ，８０ｂが存在する一方、第２エンドプレート７２の近くに、すなわち、第２集電板７６に近い位置には、１枚の冷却プレート８０ｃが存在しうる。第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２間の内側に備わった冷却プレート８２の構成及び位置関係と、冷却プレート８２間のバイポーラ・プレート８４の数は、図９の場合と同一でありうる。第１エンドプレート７０近くに備わった２枚の冷却プレート８０ａと８０ｂとの間に備わったバイポーラ・プレート８４の数と、第１集電板７４と冷却プレート８０ｂとの間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、例えば、２枚であるが、この数は、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２間の中心、すなわち、スタックの中心部に位置する冷却プレート８２間に備わったバイポーラ・プレート８４の数より少ない。また、第２集電板７６と、第２エンドプレート７２近くに備わった冷却プレート８０ｃとの間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、スタックの中心部に位置した冷却プレート８２間に備わったバイポーラ・プレート８４の数よりは少ないが、第１エンドプレート７０近くに備わったバイポーラ・プレート８４の数よりは多い。言い換えれば、スタック両端部で、冷却プレート当たり燃料電池セルの数は、動作流体流入部分を有さない側の両端部（右側両端部）より、動作流体流入部分を有する方向の両端部（左側両端部）で少ない。
【００８２】
図１２も、スタック内の構成要素の整列に係わる他例を示している。
【００８３】
図１２を参照すれば、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２間に備わった冷却プレート８０，８２の整列は、図９の場合と同一でありうる。ただし、冷却プレート８０と８２との間に備わったバイポーラ・プレート８４の数が位置によって異なりうる。例えば、冷却プレート８０と８２との間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２間の中心、すなわち、スタックの中心部で最も多く、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２へ行きつつ、すなわち、スタックの両端部に行きつつ、冷却プレート８０，８２間に備わったバイポーラ・プレート８４の数は、少なくなる。言い換えれば、冷却プレート８０，８２当たり燃料電池セルの数は、スタックの両端より、スタックの中心部で多い。
【００８４】
かような整列では、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２近くの燃料電池セルの数が少ないために、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２近くの燃料電池セルの温度上昇時間を短縮させることができる。従って、燃料電池スタックの起動時間を短縮させることができる。
【００８５】
図１３Ａないし図２９は、前述の本発明の実施形態による燃料電池スタックに係わるさまざま駆動方法、例えば、動作流体の移動方法を示している。
【００８６】
図１３Ａないし図２９で、水平線は、前述の第１冷却マニホールドないし第４冷却マニホールド４５，４６，５０，５２のうちいずれか一つに対応する。そして、スタック４０両端部の垂直線は、前述の第１冷却プレート群４２，４４を示し、両端部間の垂直線は、第２冷却プレート群４８を示している。そして、垂直線及び水平線で矢印は、動作流体の移動方向を示している。
【００８７】
図１３Ａを参照すれば、動作流体流入マニホールドである第２冷却マニホールドＬ１を経由して、スタック４０に流入した動作流体は、スタック４０に備わった複数の冷却プレートの一部分をまず経由した後、残りの部分を経由するように移動することができる。
【００８８】
具体的には、スタック４０に流入した動作流体は、スタック４０の中心部Ｒ１に備わった第２冷却プレート群Ｌ２をまず経由するように移動することができる。第２冷却マニホールドＬ１は、第２冷却プレート群Ｌ２をなす冷却プレートの動作流体流入部に連結されうる。第２冷却マニホールドＬ１が、スタック４０に流入した動作流体が流出する通路として使われる場合、前記冷却プレートの動作流体流入部は、前記冷却マニホールドの動作流体流出部になりうる。第２冷却プレート群Ｌ２に沿って移動した動作流体は、第３冷却マニホールドＬ３に沿って移動し、スタック４０外部に備わった連結マニホールドＬ４に沿って、第１冷却マニホールドＬ５に移動する。第１冷却マニホールドＬ５に移動した動作流体は、スタック４０の両端部に位置する第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２を経由して上に移動した後、第４冷却マニホールドＬ７に沿って、スタック４０外に移動することができる。第４冷却マニホールドＬ７は、動作流体流出マニホールドでありうる。かような移動は、負荷が連結された正常動作で、すなわち、負荷運転での動作流体の移動でありうる。
【００８９】
スタック起動時、すなわち、起動運転で動作流体の流れが反対でありうる。例えば、動作流体は、第４冷却マニホールドＬ７を介して流入し、スタック４０の両端部に位置した第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２をまず経由してから、第２冷却プレート群Ｌ２を経由する。そして、第２冷却マニホールドＬ１を介して、スタック４０外に排出されうる。かような起動運転で、第４冷却マニホールドＬ７は、動作流体流入マニホールドであり、第２冷却マニホールドＬ１は、動作流体流出マニホールドとして使われうる。そして、第４冷却マニホールドＬ７を介して流入する動作流体は、スタック４０の外部での加熱手段で予熱された動作流体でありうる。
【００９０】
かようなスタック起動時に、スタック４０両端部に備わった第２冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２の冷却プレートの間に、温度偏差が大きく現れる場合、例えば、第１冷却プレート群Ｌ６２の冷却プレートが備わった位置より、冷却プレート群Ｌ６１の冷却プレートが備わった位置で温度がさらに低いならば、起動のために予熱された動作流体は、冷却プレートＬ６１にまず供給された後、冷却プレートＬ６２に供給されうるように、動作流体の移動を制御してもよい。
【００９１】
起動運転と負荷運転とを考慮するとき、第３冷却マニホールドＬ３、連結マニホールドＬ４及び第１冷却マニホールドＬ５は、複数の冷却プレートＬ６１，Ｌ６２，Ｌ２の一部分（例えば、第２冷却プレート群Ｌ２）から、残りの部分（例えば、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２）に移動させる（あるいは供給する）動作流体移動マニホールドでありうる。
【００９２】
一方、スタック４０に供給された動作流体は、スタック４０の内部を循環しつつ予熱されうる。例えば、図５または図７に図示されているように、第５冷却マニホールド６４及び／または第６冷却マニホールド６６が内部に備わったスタックの場合、起動運転で、第５冷却マニホールド６４及び／または第６冷却マニホールド６６を経由する動作流体は、スタック内部に備わった複数の燃料電池セルから発生する熱によって予熱されうる。かような場合は、下記他の実施形態にも適用されうる。
【００９３】
他方で、スタック４０内に燃料電池単位セルの数が増え、すなわち、バイポーラ・プレート数が増加し、燃料電池セル間の温度偏差が大きくなるならば、スタック４０中心部に備わった第２冷却プレート群Ｌ２をなす冷却プレート間でも、温度偏差の大きい燃料電池セルに隣接した冷却プレートを、動作流体がまず経由するように、動作流体移動を制御することができる。
【００９４】
例えば、図１３Ｂを参照すれば、第２冷却マニホールドＬ１を介して流入する動作流体は、スタック４０の中心部Ｒ１にまず供給され、中心部Ｒ１に備わった冷却プレートのうちでも中心部Ｒ１の中心にある４枚の冷却プレートにまず供給することができる。中心部Ｒ１の中心にある４枚の冷却プレートに供給された動作流体は、冷却マニホールドＬＬ１と連結マニホールドＬＬ２と冷却マニホールドＬＬ３とを介して移動した後、中心部Ｒ１の残りの冷却プレートに供給されうる。中心部Ｒ１の残り冷却プレートに供給された動作流体は、冷却マニホールドＬ５１，Ｌ５２を介して、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に移動する。第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に移動した動作流体は、第４冷却マニホールドＬ７を介して、スタック４０外に排出される。
【００９５】
このように、スタック４０の両端部あるいは中心部においても、動作流体供給が順次になされる動作流体移動方法は、下記他の実施形態による駆動方法にも適用されうる。
【００９６】
起動運転と負荷運転とを考慮すれば、図１３Ｂで、冷却マニホールドＬＬ１，ＬＬ３と連結マニホールドＬＬ２は、スタックの中心部Ｒ１に位置した冷却プレートの選択された部分から残りの部分に移動させたり再供給するマニホールドでありうる。そして、冷却マニホールドＬ５１，Ｌ５２は、中心部Ｒ１に位置した冷却プレートＬ２と、両端部に位置した冷却プレートＬ６１，Ｌ６２とのうちいずれか一方から流出する動作流体を、他方に移動させたり再供給するマニホールドでありうる。また、第４冷却マニホールドＬ７は、動作流体流出マニホールドまたは動作流体流入マニホールドでありうる。
【００９７】
冷却マニホールドに係わるかような解釈は、下記他の実施形態にもそのまま適用することができる。
【００９８】
図１４は、動作流体が一方向に移動する場合を示している。
【００９９】
図１４を参照すれば、動作流体は、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２及び第２冷却プレート群Ｌ２下の冷却マニホールド、例えば、第２冷却マニホールドＬ１に流入して第２冷却プレート群Ｌ２に沿って移動し、第２冷却プレート群Ｌ２上の冷却マニホールド、例えば、第３冷却マニホールドＬ３に沿って、スタック４０内部の右側に移動し、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２に沿って、下に移動することができる。次に、第１冷却マニホールドＬ５に沿って、スタック４０内部の左側に移動した後、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１に沿って上に移動した後、図面基準でスタック４０の左側に排出される。
【０１００】
図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４に図示されているような動作流体の移動で、スタック４０中心部Ｒ１の第２冷却プレート群Ｌ２を通過しつつ、動作流体の温度は上昇する。このように温度が上昇した動作流体が、スタック４０内部の両端に位置した第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に沿って移動することによって、起動時に、スタック４０内部の両端、すなわち、第１エンドプレート７０及び第２エンドプレート７２（図９）付近に位置した燃料電池セルの温度上昇の遅延を防止して起動時間を短縮させることができ、負荷が連結された正常動作時には、安定した温度範囲、例えば、１４０ないし１６０℃を維持することができる。
【０１０１】
図１５を参照すれば、動作流体は、スタック４０の左側から、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２、及び第２冷却プレート群Ｌ２下の冷却マニホールド、例えば、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２に沿って移動し、第２冷却プレート群Ｌ２上の冷却マニホールド、例えば、第３冷却マニホールドＬ３に沿って、スタック４０内部の左側と右側とに移動し、スタック４０内部の左端及び右端に位置した第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に沿って下に移動した後、第１冷却マニホールドＬ５に沿って、図面基準でスタック４０の右側に排出される。従って、動作流体の流入口と流出口は、正反対に位置する。
【０１０２】
図１６を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入して、第２冷却プレート群Ｌ２に沿って移動し、第２冷却プレート群Ｌ２上の第３冷却マニホールドＬ３に沿って、スタック４０内部の左側に移動し、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１に沿って下に移動する。次に、第１冷却マニホールドＬ５に沿って、スタック４０内部の右側に移動した後、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２に沿って上に移動した後、図面基準でスタック４０の右側に排出される。流入部と流出部は、正反対に位置し、互いに異なる垂直位置を有する。
【０１０３】
図１７を参照すれば、動作流体は、スタック４０の左側から、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２に沿って移動し、第２冷却プレート群Ｌ２上の冷却マニホールド、例えば、第３冷却マニホールドＬ３に沿って、スタック４０内部の左側と右側とに移動し、スタック４０内部の左端及び右端に位置した第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に沿って下に移動した後、第１冷却マニホールドＬ５に沿って、図面基準でスタック４０の左側に排出される。従って、流入部と流出部は、同一面に位置する。
【０１０４】
図１８を参照すれば、スタックの構成と動作流体の移動は、基本的には、図１４に図示されているところと同一でありうる。ただし、図１８の場合、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２と第２冷却プレート群Ｌ２との間の動作流体移動経路上に、流量制御器（ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）９６を具備する。すなわち、第３冷却マニホールドＬ３の右端と、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２の上端との間に、流量制御器９６が備わっている。従って、流量制御器９６を利用して、第３冷却マニホールドＬ３から、スタック４０内部の両端に位置した第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に流入する動作流体の量を調節することができる。図１８の場合、動作流体は、第１冷却プレート群Ｌ６２，Ｌ６１を順次に流れるために、結局、流量制御器９６を利用して、全体動作流体の流量を制御することができる。流量制御器９６は、例えば、電磁比例弁、サーボ弁（ｓｅｒｖｏ  ｖａｌｖｅ）、三方弁（３−ｗａｙ  ｖａｌｖｅ）またはオン／オフ弁（ＯＮ／ＯＦＦ  ｖａｌｖｅ）でありうる。
【０１０５】
図１９を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２に移動する。次に、第３冷却マニホールドＬ３とスタック４０の左側に備わった流量制御器９６を経る。流量制御器９６から出てきた動作流体の一部は、スタック内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１と、第１冷却マニホールドＬ５とを介して移動した後、スタック４０外に排出され、動作流体の残りは、第４冷却マニホールドＬ７と、スタック内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２とを介して移動した後、スタック４０の右側に排出される。従って、動作流体の流入部と流出部は、正反対に位置する。
【０１０６】
図２０を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２に移動する。次に、第３冷却マニホールドＬ３とスタック４０の左側に備わった流量制御器９６を経由する。流量制御器９６から出てきた動作流体は、スタック内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１と、第１冷却マニホールドＬ５とを介して移動した後、スタック内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２を経て、スタック４０右側に排出される。この場合において、動作流体の流入部と流出部は、正反対に位置し、互いに異なる垂直位置を有する。
【０１０７】
図２１は、図１９と基本構成は類似しているが、流量制御器９６の位置と動作流体排出方向とが図１９と異なる。
【０１０８】
図２１を参照すれば、第３冷却マニホールドＬ３を介して右側に移動する動作流体は、スタック４０の右側に備わった流量制御器９６を経由する。流量制御器９６から出てきた動作流体の一部は、スタック内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２と、第１冷却マニホールドＬ５とを介して左側に移動した後、スタック４０外に排出され、動作流体の残りは、第４冷却マニホールドＬ７と、スタック内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１とを介して移動した後、スタック４０の左側に排出される。従って、動作流体の流入部と流出部は、同一面に位置する。
【０１０９】
図２２ないし図２５は、流量制御器９８を利用して、動作流体の流れが分離する場合を示している。
【０１１０】
図２２を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由する。第３冷却マニホールドＬ３を経由した動作流体は、二方向に分れて移動する。そのうち一方向は、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２を経由し、スタック４０の右側外に排出される方向であり、残りの一方向は、流量制御器９８と、スタック４０の外部に形成された動作流体移動経路である連結マニホールドＬ８と、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１とを介してスタック４０の左側に排出される方向である。連結マニホールドＬ８は、流量制御器９８と、スタック内部に位置する冷却プレートＬ６１とを連結する。流量制御器９８は、図１８ないし図２１の流量制御器９６と同一でありうる。スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１より、右端に位置した冷却プレートＬ６２の温度の方が低いとき、流量制御器９８を調整し、連結マニホールドＬ８より、冷却プレートＬ６２側にさらに多くの動作流体を供給することができる。このようにして、スタック４０内部の温度分布を均一に維持することができるが、特に、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２付近の燃料電池セルの温度を上げてスタックの起動時間を短縮させることができ、正常動作では、スタック内のあらゆるセルを、与えられた温度範囲で安定に維持することができる。
【０１１１】
図２３を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由する。第３冷却マニホールドＬ３を経由した動作流体は、二方向に分れて移動する。そのうち一方向は、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２を経由し、スタック４０の右側外に排出される方向であり、残りの一方向は、流量制御器９８と、第４冷却マニホールドＬ７と、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１と、第１冷却マニホールドＬ５とを経由し、スタック４０の右側に排出される方向である。このとき、二方向は、排出される過程で再び合流し、一方向に排出される。
【０１１２】
図２４を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由して左側に移動する。第３冷却マニホールドＬ３を経由した動作流体は、二方向に分れて移動する。そのうち一方向は、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１を経由してスタック４０の左側外に排出される方向であり、残りの一方向は、スタック４０の左側に設置された流量制御器９８と、スタック４０の外部に形成された連結マニホールドＬ９と、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２とを介して、スタック４０の右側に排出される方向である。連結マニホールドＬ９は、流量制御器９８と、スタック内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２とを連結する。
【０１１３】
図２５を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由して左側に移動する。第３冷却マニホールドＬ３を経由した動作流体は、二方向に分れて移動する。そのうち一方向は、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１を経由し、スタック４０の左側外に排出される方向であり、残りの一方向は、流量制御器９８と、第４冷却マニホールドＬ７と、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２と、第１冷却マニホールドＬ５とを経由して、スタック４０の左側に排出される方向である。このとき、二方向は、排出される過程で再び合流して一方向に排出される。
【０１１４】
図２６及び図２７は２個の流量制御器を利用し、２方向に分岐される動作流体を、それぞれの方向で制御する場合を示している。
【０１１５】
図２６を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由して右側に移動する。このとき、第３冷却マニホールドＬ３は、スタック４０右側に突出するように延びることができる。第３冷却マニホールドＬ３を経由した動作流体は、二方向に分れて移動する。そのうち一方向は、第１流量制御器１００と、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２とを経由して、スタック４０の右側外に排出される方向であり、残りの一方向は、第２流量制御器１０２と、スタック４０の外部に形成された連結マニホールドＬ８と、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１とを介して、スタック４０の左側に排出される方向である。連結マニホールドＬ８は、第２流量制御器１０２と、スタック内部に位置する冷却プレートＬ６１とを連結する。第１流量制御器１００及び第２流量制御器１０２は、図１８ないし図２１の流量制御器９６と同じタイプでありうる。第１流量制御器１００及び第２流量制御器１０２が備わることによって、分岐された各方向に移動する動作流体は、独立して制御することが可能である。
【０１１６】
図２７を参照すれば、動作流体は、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由して左側に移動する。このとき、第３冷却マニホールドＬ３は、スタック４０左側に延長して突出しうる。第３冷却マニホールドＬ３を経由した動作流体は、二方向に分れて移動する。そのうち一方向は、第１流量制御器１００と、スタック４０内部の左端に位置した冷却プレートＬ６１とを経由して、スタック４０の左側外に排出される方向であり、残りの一方向は、第２流量制御器１０２と、スタック４０の外部に形成された連結マニホールドＬ９と、スタック４０内部の右端に位置した冷却プレートＬ６２とを介して、スタック４０の右側に排出される方向である。連結マニホールドＬ９は、第２流量制御器１０２と、スタック内部に位置する冷却プレートＬ６２とを連結する。
【０１１７】
図２８及び図２９は、スタック外部に熱交換器が備わった場合、動作流体の移動に係わるものである。
【０１１８】
図２８を参照すれば、動作流体は、熱交換器１１０を経て、第２冷却マニホールドＬ１に流入する。動作流体は、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３と、第４冷却マニホールドＬ７と、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２、及び第１冷却マニホールドＬ５を経由して、熱交換器１１０を経て排出される。第３冷却マニホールドＬ３及び第４冷却マニホールドＬ７は、スタック４０外に突出しうる。第３冷却マニホールドＬ３及び第４冷却マニホールドＬ７のスタック４０外に突出した部分は、スタック４０外部で連結されうる。第４冷却マニホールドＬ７を経由して、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２に移動する動作流体は、スタックで発生する熱によってヒーティングされた状態であるから、熱交換器１１０を介して排出される動作流体の温度は、熱交換器１１０を介して流入する動作流体より高い。従って、熱交換器１１０から排出される動作流体と、流入する動作流体との間に熱交換が生じる。これにより、第２冷却マニホールドＬ１に流入する動作流体の温度は高まるので、正常動作での温度不安定性を最小化することができる。
【０１１９】
図２９を参照すれば、動作流体は、熱交換器１１０を経て、第２冷却マニホールドＬ１に流入し、第２冷却プレート群Ｌ２と、第３冷却マニホールドＬ３とを経由し、さらに熱交換器１００を経由する。このとき、第３冷却マニホールドＬ３を経由し、熱交換器１１０に流入する動作流体と、これより相対的に温度が低い、第２冷却マニホールドＬ１に流入するために熱交換器１１０を経る動作流体との間に熱交換がなされうる。第３冷却マニホールドＬ３と、熱交換器１１０とを経由する動作流体は、第１冷却マニホールドＬ５と、第１冷却プレート群Ｌ６１，Ｌ６２と、第４冷却マニホールドＬ７とを経由して、右側に排出される。第３冷却マニホールドＬ３は、左側にスタック４０外に突出しうる。また、第１冷却マニホールドＬ５も、熱交換器１１０が設けられた左側に、スタック４０外に突出しうる。第１冷却マニホールドＬ５は、熱交換器１１０を経由して、第３冷却マニホールドＬ３の拡張された部分Ｌ３１と連結されうる。
【０１２０】
次に、本発明の実施形態による燃料電池スタックと駆動方法とに係わるシミュレーション結果について説明する。
【０１２１】
前記シミュレーションで、スタックのＭＥＡの代わりに、面ヒータと、２枚のカーボンペーパーとを使用した。そして、スタックは、全部で４８セル含み、６セル当たり１枚の冷却プレートを含む。また、９００Ｗの外部ヒータで動作流体の温度を上げ、定格負荷時に発生する熱を、前記面ヒータから発生した熱に替える。本発明の実施形態による燃料電池スタックとその駆動方法との優秀性を立証するために、動作流体は、本願発明の実施形態による方式、例えば図１３に図示した方式で移動させた。
【０１２２】
図３０は、本発明の実施形態による方式と従来方式とにより、動作流体を移動させたとき、スタック内部の温度分布結果を示している。図３０で、グラフ○は、従来方式による結果であり、グラフ■は、本発明の実施形態による結果である。Ｘ軸は、バイポーラ・プレートの位置を示す。例えば、バイポーラ・プレートと冷却プレートとが、燃料セルスタックの一端から燃料セルスタックの反対端に整列したとき、Ｘ軸で「３」は、３番目のバイポーラ・プレートを示す。Ｘ軸で、「１０ｃ」や「１６ｃ」などは、バイポーラ・プレート間に位置した冷却プレートの位置を示す。例えば、「１０ｃ」は、バイポーラ・プレートと冷却プレートとを含む全体配列で、順序上で１０番目に位置した冷却プレートを意味する。Ｙ軸は、バイポーラ・プレート及び冷却プレート位置での温度を示す。Ｘ軸及びＹ軸に係わるかような説明は、図３１ないし図３３にもそのまま適用されうる。
【０１２３】
図３０のグラフを比較すれば、本発明の実施形態による方式で、スタック内部温度の最大と最小との差は、１４℃ほどである一方、従来方式では、２９℃であった。そして、標準偏差は、本発明の実施形態による方式で、３．１℃である一方、従来方式では、６．７℃ほどであった。また、本発明の実施形態による方式で、スタック内部の両端、すなわち、エンドプレート付近の温度は従来方式より高かった。
【０１２４】
次に表１は、かような結果を要約したものである。
【０１２５】
【表１】
2012033486.tif 000003
【０１２６】
上記表１から分かるように、本発明の実施形態による動作流体移動方式が、従来方式より、スタック内部温度の最大−最小の差が小さいだけではなく、標準偏差も小さいということが分かる。かような結果は、本発明の実施形態による燃料電池スタックと駆動方法とで、スタック内部の温度分布が従来方式よりはるかに均一しており、かつ安定しているということを示している。
【０１２７】
図３１は、従来方式において、経時的なスタック内部の温度変化を示している。図３２は、本発明の実施形態による方式で、経時的なスタック内部温度変化を示している。図３１を参照すれば、従来方式で、３０分経過時点で、エンドプレート付近のセルの温度は、７８℃ほどであった。
【０１２８】
一方、図３２を参照すれば、本発明の実施形態による方式で、エンドプレート付近のセルの温度は、９０℃ほどである。結果として、本発明の実施形態による方式で、エンドプレート付近のセルの温度は、従来方式より１２℃ほど改善される。
【０１２９】
また、図３１と図３２とを比較すれば、本発明の実施形態による方式で、スタック内の全体バイポーラ・プレートが１００℃に達する時間は、従来より短くなるということを予想することができる。また、スタック内部の両端に備わった冷却プレート間に位置したセル、すなわち、スタックの内側に位置したセルの温度分布と関連し、従来方式の場合、時間が経過しても、温度分布は、放物線状である一方、本発明の実施形態による方式では、あらゆるセルが均一な温度分布を有することが分かる。
【０１３０】
図３３は、図２８、図２９の場合のように、熱交換器１１０を経由することによって流入する動作流体の温度を変えたときのスタック内の温度分布を示している。
【０１３１】
図３３で、第１グラフＧ１は、流入する動作流体の温度が７３℃であるときの結果を示す。第２グラフＧ２は、流入する動作流体の温度が８８℃であるときの結果を示している。第３グラフＧ３は、流入する動作流体の温度が１０４℃であるときの結果を示している。第４グラフＧ４は、流入する動作流体の温度が１２２℃であるときの結果を示している。
【０１３２】
第１グラフＧ１ないし第４グラフＧ４を比較すれば、流入する動作流体の温度が高いほど、平均温度が高まるということが分かる。また、温度の最大値と最小値のと差は、従来方式の場合（２９℃）より小さいということが分かる。
【０１３３】
以上、スタック駆動時に、スタック内部で発生する熱を利用して、スタック内部の位置による温度偏差を減らす燃料電池スタック及びその駆動方法について説明した。前記のスタック内部の温度偏差を減らすスタックの構造及びその駆動方法は、燃料電池スタックに限定されずに、熱を発生させるヒートソースに適用されうる。例えば。多様なスタック状のヒートソースの構造及び駆動方法に、前記の構造及び方法が適用することができる。併せて、ヒートソースの一例であるバッテリパックにも、前記のスタックの構造及びその駆動方法が適用されうる。
【０１３４】
前記の説明で多くの事項について具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものとするより、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。よって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって定められるものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１０，４０，４０ａ，６０  スタック
２０  冷却プレート
４２，４４，Ｌ６１，Ｌ６２  第１冷却プレート群
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｅ，６２Ａ，６２Ｂ  突出部
４２Ｄ，４４Ｄ  メインプレート
４５，Ｌ５  第１冷却マニホールド
４６，Ｌ１  第２冷却マニホールド
４８，Ｌ２  第２冷却プレート群
５０，Ｌ３  第３冷却マニホールド
５１  連結マニホールドを象徴する矢印
５２，Ｌ７  第４冷却マニホールド
６２，８０，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８２  冷却プレート
６４  第５冷却マニホールド
６６  第６冷却マニホールド
６７  第７冷却マニホールド
６９  第８冷却マニホールド
７０  第１エンドプレート
７２  第２エンドプレート
７４  第１集電板
７６  第２集電板
７０Ａ，７２Ａ，Ｌ４，Ｌ８，Ｌ９，ＬＬ２  連結マニホールド
８４  バイポーラ・プレート
８６  所定領域
８９  ＭＥＡ
９０  アノード
９２  カソード
９４  メンブレン
９６，９８    流量制御器
１００  第１流量制御器
１０２  第２流量制御器
１１０  熱交換器
Ｌ３１  第３冷却マニホールドの拡張された部分
Ｌ５１，Ｌ５２，ＬＬ１，ＬＬ３  冷却マニホールド
Ｒ１  スタックの中心部
【図１】
2012033486.tif 000004
【図２】
2012033486.tif 000005
【図３】
2012033486.tif 000006
【図４】
2012033486.tif 000007
【図５】
2012033486.tif 000008
【図６】
2012033486.tif 000009
【図７】
2012033486.tif 000010
【図８】
2012033486.tif 000011
【図９】
2012033486.tif 000012
【図１０】
2012033486.tif 000013
【図１１】
2012033486.tif 000014
【図１２】
2012033486.tif 000015
【図１３Ａ】
2012033486.tif 000016
【図１３Ｂ】
2012033486.tif 000017
【図１４】
2012033486.tif 000018
【図１５】
2012033486.tif 000019
【図１６】
2012033486.tif 000020
【図１７】
2012033486.tif 000021
【図１８】
2012033486.tif 000022
【図１９】
2012033486.tif 000023
【図２０】
2012033486.tif 000024
【図２１】
2012033486.tif 000025
【図２２】
2012033486.tif 000026
【図２３】
2012033486.tif 000027
【図２４】
2012033486.tif 000028
【図２５】
2012033486.tif 000029
【図２６】
2012033486.tif 000030
【図２７】
2012033486.tif 000031
【図２８】
2012033486.tif 000032
【図２９】
2012033486.tif 000033
【図３０】
2012033486.tif 000034
【図３１】
2012033486.tif 000035
【図３２】
2012033486.tif 000036
【図３３】
2012033486.tif 000037