(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、一対の冷却媒体供給連通孔又は一対の冷却媒体排出連通孔の、少なくともいずれかの冷却媒体流量を良好に調整することができ、冷却媒体を均一に流通させることを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０を構成する第２エンドプレート１８ｂには、樹脂製の冷却媒体供給マニホールド部材７２ａが取り付けられる。冷却媒体供給マニホールド部材７２ａは、上下一対の連結部７４ａと略円柱形状の本体部位８２ａとを有する。本体部位８２ａの矢印Ｃ方向の略中間位置には、入口管路部９８ａが設けられる。本体部位８２ａの上下両端には、パンチメタル９４ａが配設される。【選択図】図４
2016072083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設されるとともに、互いに隣接する前記セパレータ間には、セパレータ面に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成され、前記冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体供給連通孔が設けられ、且つ、前記冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を前記流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体排出連通孔が設けられる燃料電池スタックであって、
一方のエンドプレートには、前記一対の冷却媒体供給連通孔又は前記一対の冷却媒体排出連通孔に連通する冷却媒体マニホールドが設けられるとともに、
前記冷却媒体マニホールドには、各冷却媒体供給連通孔に分配供給される前記冷却媒体の流量、又は各冷却媒体排出連通孔から分配排出される前記冷却媒体の流量、の少なくともいずれかの流量を調整する圧損部材が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記圧損部材は、前記一対の冷却媒体供給連通孔の近傍又は前記一対の冷却媒体排出連通孔の近傍に配置される一対の多孔質材であることを特徴とする燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されて積層方向両端にエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面側にアノード電極が、他方の面側にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータによって挟持されることにより、発電セルを構成している。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして、燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。
【０００３】
燃料電池では、セパレータの面内に、アノード電極に燃料ガスを流すための燃料ガス流路と、カソード電極に酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路とが設けられている。また、互いに隣接するセパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００４】
燃料電池では、さらに積層方向に貫通して燃料ガスを流通させる燃料ガス連通孔と、酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス連通孔と、冷却媒体を流通させる冷却媒体連通孔とを設けた内部マニホールド型燃料電池が採用されている。燃料ガス連通孔は、燃料ガス供給連通孔及び燃料ガス排出連通孔を有し、酸化剤ガス連通孔は、酸化剤ガス供給連通孔及び酸化剤ガス排出連通孔を有し、冷却媒体連通孔は、冷却媒体供給連通孔及び冷却媒体排出連通孔を有している。
【０００５】
上記の燃料電池では、少なくとも一方のエンドプレートには、各連通孔に連なって流体（燃料ガス、酸化剤ガス又は冷却媒体）を供給又は排出する流体マニホールドが設けられている。さらに、流体マニホールドには、流体供給管や流体排出管が接続されている。
【０００６】
ところで、セパレータの互いに対向する一方の２辺に、積層方向に貫通し、それぞれ各辺に振り分けられて冷却媒体を流すための一対の冷却媒体供給連通孔及び一対の冷却媒体排出連通孔が設けられている場合がある。その際、一対の冷却媒体供給連通孔同士及び一対の冷却媒体排出連通孔同士を、それぞれ単一の冷却媒体マニホールドで連通する構成が採用されている。
【０００７】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池スタックでは、電解質の両側に一対の電極が設けられる電解質・電極構造体とセパレータとが積層されるとともに、積層方向両端に長方形状のエンドプレートが配設されている。燃料電池スタックの互いに対向する長辺側の２辺には、それぞれの一端側に積層方向に連通して冷却媒体供給連通孔が互いに対向して一対設けられている。さらに、長辺側の２辺には、それぞれの他端側に冷却媒体排出連通孔が互いに対向して一対設けられている。
【０００８】
そして、一方のエンドプレートには、少なくとも一対の冷却媒体供給連通孔又は一対の冷却媒体排出連通孔のいずれかに連通する一対のマニホールド部が設けられている。さらに、一対のマニホールド部同士を連結し且つ長辺側に沿う幅寸法が、前記一対のマニホールド部の寸法よりも小さく設定される連結部を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５０５４０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、一対のマニホールド部が、幅寸法の小さな連結部により連結されるため、マニホールド全体として矩形状を有することがない。従って、マニホールド内部に流入する冷却媒体の圧損の増加を有効に抑制することができ、前記冷却媒体を円滑且つ均一に燃料電池に供給流通させることが可能になる、としている。
【００１１】
本発明は、この種の技術に関連してなされたものであり、簡単且つ経済的な構成で、一対の冷却媒体供給連通孔又は一対の冷却媒体排出連通孔の少なくともいずれかの冷却媒体流量を良好に調整することができ、冷却媒体をセパレータの冷却媒体流路に均一に流通させ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】
【００１２】
本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜の両側に電極が設けられる電解質膜・電極構造体とセパレータとが積層される燃料電池を有し、複数の前記燃料電池が積層されている。燃料電池の積層方向両端には、エンドプレートが配設されるとともに、互いに隣接するセパレータ間には、セパレータ面に沿って冷却媒体を流通させる冷却媒体流路が形成されている。
【００１３】
冷却媒体流路の入口側には、前記冷却媒体流路を流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体供給連通孔が設けられ、且つ、前記冷却媒体流路の出口側には、前記冷却媒体流路を前記流路幅方向に挟んで一対の冷却媒体排出連通孔が設けられている。そして、一方のエンドプレートには、一対の冷却媒体供給連通孔又は一対の冷却媒体排出連通孔に連通する冷却媒体マニホールドが設けられている。冷却媒体マニホールドには、各冷却媒体供給連通孔に分配供給される冷却媒体の流量、又は各冷却媒体排出連通孔から分配排出される前記冷却媒体の流量、の少なくともいずれかの流量を調整する圧損部材が設けられている。
【００１４】
また、この燃料電池スタックでは、圧損部材は、一対の冷却媒体供給連通孔の近傍又は一対の冷却媒体排出連通孔の近傍に配置される一対の多孔質材であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却媒体マニホールドには、圧損部材が設けられている。圧損部材は、各冷却媒体供給連通孔に分配供給される冷却媒体の流量、又は各冷却媒体排出連通孔から分配排出される前記冷却媒体の流量、の少なくともいずれかの流量を調整している。このため、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の流量を良好に調整することができ、前記冷却媒体をセパレータの冷却媒体流路に均等に流通させることが可能になる。これにより、各燃料電池の冷却性能を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの冷却媒体供給マニホールド部材側の斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池スタックの一部分解斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図４】前記燃料電池スタックの前記冷却媒体供給マニホールド部材側の正面説明図である。
【図５】前記冷却媒体供給マニホールド部材の要部分解斜視説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの冷却媒体供給マニホールド部材側の正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車に搭載される。燃料電池スタック１０は、複数の燃料電池１２が電極面を立位姿勢にして水平方向（矢印Ｂ方向）に積層される（図２参照）。なお、複数の燃料電池１２を重力方向（矢印Ｃ方向）に積層して燃料電池スタック１０を構成してもよい。
【００１８】
図２に示すように、燃料電池１２の積層方向一端には、第１ターミナルプレート１４ａ、第１絶縁プレート１６ａ及び第１エンドプレート１８ａが、外方に向かって、順次、配設される。燃料電池１２の積層方向他端には、第２ターミナルプレート１４ｂ、第２絶縁プレート１６ｂ及び第２エンドプレート１８ｂが、外方に向かって、順次、配設される。
【００１９】
横長形状（長方形状）の第１エンドプレート１８ａの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第１ターミナルプレート１４ａに接続された第１電力出力端子２０ａが外方に向かって延在する。横長形状（長方形状）の第２エンドプレート１８ｂの略中央部（中央部から偏心していてもよい）からは、第２ターミナルプレート１４ｂに接続された第２電力出力端子２０ｂが外方に向かって延在する。
【００２０】
第１エンドプレート１８ａと第２エンドプレート１８ｂとの各辺間には、それぞれ各辺の略中央位置に対応して一定の長さを有する連結バー２２が配置される。連結バー２２の両端は、ねじ２４により固定され、複数の積層された燃料電池１２に積層方向（矢印Ｂ方向）の締め付け荷重を付与する。
【００２１】
燃料電池スタック１０は、必要に応じてケーシング２６を備える。ケーシング２６は、車幅方向（矢印Ｂ方向）両端の２辺（面）が第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂにより構成される。ケーシング２６の車長方向（矢印Ａ方向）両端の２辺（面）は、横長プレート形状の前方サイドパネル２８ａ及び後方サイドパネル２８ｂにより構成される。ケーシング２６の車高方向（矢印Ｃ方向）両端の２辺（面）は、上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂにより構成される。上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂは、横長プレート形状を有する。
【００２２】
第１エンドプレート１８ａ及び第２エンドプレート１８ｂには、各辺にねじ穴３２が設けられる。前方サイドパネル２８ａ、後方サイドパネル２８ｂ、上方サイドパネル３０ａ及び下方サイドパネル３０ｂには、各ねじ穴３２に対向して孔部３４が形成される。各孔部３４に挿入されるねじ３６は、各ねじ穴３２に螺合することにより、ケーシング２６が一体に固定される。
【００２３】
図３に示すように、燃料電池１２は、電解質膜・電極構造体４０と、前記電解質膜・電極構造体４０を挟持する第１金属セパレータ（カソード側セパレータ）４２及び第２金属セパレータ（アノード側セパレータ）４４とを備える。
【００２４】
第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４に代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００２５】
第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４は、横長形状を有するとともに、長辺が水平方向（矢印Ａ方向）に延在し且つ短辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に延在するように構成される。なお、短辺が水平方向に延在し且つ長辺が重力方向に延在するように構成してもよい。
【００２６】
燃料電池１２の長辺方向（矢印Ａ方向）の一端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、酸化剤ガス供給連通孔４６ａ及び燃料ガス供給連通孔４８ａが設けられる。酸化剤ガス供給連通孔４６ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、燃料ガス供給連通孔４８ａは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給する。
【００２７】
燃料電池１２の長辺方向の他端縁部には、矢印Ｂ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔４８ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとが設けられる。
【００２８】
燃料電池１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）の両端縁部一方側（水平方向一端側）には、すなわち、酸化剤ガス供給連通孔４６ａ及び燃料ガス供給連通孔４８ａ側には、一対の冷却媒体供給連通孔５０ａが設けられる。一対の冷却媒体供給連通孔５０ａは、冷却媒体を供給するために、矢印Ｂ方向にそれぞれ連通しており、対向する辺に上下に設けられる。
【００２９】
燃料電池１２の短辺方向の両端縁部他方側（水平方向他端側）には、すなわち、燃料ガス排出連通孔４８ｂ及び酸化剤ガス排出連通孔４６ｂ側には、一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂが設けられる。一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂは、冷却媒体を排出するために、矢印Ｂ方向にそれぞれ連通しており、対向する辺に上下に設けられる。
【００３０】
電解質膜・電極構造体４０は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜５２と、前記固体高分子電解質膜５２を挟持するカソード電極５４及びアノード電極５６とを備える。
【００３１】
カソード電極５４及びアノード電極５６は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）を有する。白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子は、ガス拡散層の表面に一様に塗布されることにより、電極触媒層（図示せず）が形成される。電極触媒層は、固体高分子電解質膜５２の両面に形成される。
【００３２】
第１金属セパレータ４２の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４２ａには、酸化剤ガス供給連通孔４６ａと酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとを連通する酸化剤ガス流路５８が形成される。酸化剤ガス流路５８は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３３】
第２金属セパレータ４４の電解質膜・電極構造体４０に向かう面４４ａには、燃料ガス供給連通孔４８ａと燃料ガス排出連通孔４８ｂとを連通する燃料ガス流路６０が形成される。燃料ガス流路６０は、矢印Ａ方向に延在する複数本の波状流路溝（又は直線状流路溝）により形成される。
【００３４】
第２金属セパレータ４４の面４４ｂと隣接する第１金属セパレータ４２の面４２ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔５０ａ、５０ａと冷却媒体排出連通孔５０ｂ、５０ｂとに連通する冷却媒体流路６２が形成される。この冷却媒体流路６２は、水平方向に延在しており、電解質膜・電極構造体４０の電極範囲にわたって冷却媒体を流通させる。
【００３５】
第１金属セパレータ４２の面４２ａ、４２ｂには、この第１金属セパレータ４２の外周端縁部を周回して第１シール部材６４が一体成形される。第２金属セパレータ４４の面４４ａ、４４ｂには、この第２金属セパレータ４４の外周端縁部を周回して第２シール部材６６が一体成形される。
【００３６】
第１シール部材６４及び第２シール部材６６としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００３７】
図２に示すように、第１エンドプレート１８ａには、樹脂製の酸化剤ガス供給マニホールド部材６８ａ、酸化剤ガス排出マニホールド部材６８ｂ、燃料ガス供給マニホールド部材７０ａ及び燃料ガス排出マニホールド部材７０ｂが取り付けられる。酸化剤ガス供給マニホールド部材６８ａと酸化剤ガス排出マニホールド部材６８ｂとは、酸化剤ガス供給連通孔４６ａと酸化剤ガス排出連通孔４６ｂとに連通する。燃料ガス供給マニホールド部材７０ａと燃料ガス排出マニホールド部材７０ｂとは、燃料ガス供給連通孔４８ａと燃料ガス排出連通孔４８ｂとに連通する。
【００３８】
図１に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、対向する長辺の上下に一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する樹脂製の冷却媒体供給マニホールド部材（冷却媒体マニホールド）７２ａが取り付けられる。第２エンドプレート１８ｂには、対向する長辺の上下に一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂに連通する樹脂製の冷却媒体排出マニホールド部材（冷却媒体マニホールド）７２ｂが取り付けられる。
【００３９】
図１、図４及び図５に示すように、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａは、それぞれ複数のボルト７３を介して第２エンドプレート１８ｂに固定される上下一対の連結部７４ａ、７４ａを有する。連結部７４ａは、ボルト７３が挿入される矩形状のフランジ部位７６ａを備え、前記フランジ部位７６ａには、冷却媒体供給連通孔５０ａに連通する略Ｌ字状の管路部位７８ａの一端が連結される。管路部位７８ａは、水平方向から鉛直方向に屈曲しており、他端には、円板状のフランジ部位８０ａが連結される。
【００４０】
上下一対の連結部７４ａは、略円柱形状の本体部位８２ａの上下両端に複数本、例えば、２本のねじ８３を介して固定される。本体部位８２ａの両端面には、ねじ８３が螺合する２つのねじ穴８４ａが設けられるとともに、前記ねじ穴８４ａ、８４ａ間には、シール溝８６ａが形成される。シール溝８６ａの内方には、円形状の段差部位８８ａが形成されるとともに、前記段差部位８８ａの内方には、供給通路９０ａが本体部位８２ａの軸方向に貫通形成される。
【００４１】
シール溝８６ａには、シール部材９２ａが配設される一方、段差部位８８ａには、圧損部材として多孔質材、例えば、パンチメタル９４ａが配置される。パンチメタル９４ａは、段差部位８８ａに対応して円板形状を有し、多数個の孔部９６ａが形成される。パンチメタル９４ａは、各冷却媒体供給連通孔５０ａに分配供給される冷却媒体の流量を調整する機能を有する。なお、圧損部材としては、パンチメタル９４ａに代えて、例えば、ポーラス金属板等を使用することができる。
【００４２】
本体部位８２ａの矢印Ｃ方向の略中間位置（冷却媒体流路６２の流路幅方向中央部）には、冷却媒体供給口である入口管路部９８ａが設けられる。
【００４３】
冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂは、上記の冷却媒体供給マニホールド部材７２ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号にａに代えてｂを付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
図１及び図４に示すように、冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂは、上下一対の連結部７４ｂ、７４ｂと、前記連結部７４ｂ、７４ｂが軸方向両端にねじ止めされる略円柱形状の本体部位８２ｂとを有する。本体部位８２ｂの矢印Ｃ方向の略中間位置（冷却媒体流路６２の流路幅方向中央部）には、冷却媒体排出口である出口管路部９８ｂが設けられる。本体部位８２ｂの上下両端には、圧損部材として、例えば、パンチメタル９４ｂが配設される。
【００４５】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００４６】
先ず、図２に示すように、第１エンドプレート１８ａの酸化剤ガス供給マニホールド部材６８ａから酸化剤ガス供給連通孔４６ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給される。第１エンドプレート１８ａの燃料ガス供給マニホールド部材７０ａから燃料ガス供給連通孔４８ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。
【００４７】
さらに、図１に示すように、第２エンドプレート１８ｂでは、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａから上下一対の冷却媒体供給連通孔５０ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４８】
このため、図３に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔４６ａから第１金属セパレータ４２の酸化剤ガス流路５８に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路５８に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４０のカソード電極５４に供給される。
【００４９】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔４８ａから第２金属セパレータ４４の燃料ガス流路６０に供給される。燃料ガスは、燃料ガス流路６０に沿って矢印Ａ方向に移動し、電解質膜・電極構造体４０のアノード電極５６に供給される。
【００５０】
従って、電解質膜・電極構造体４０では、カソード電極５４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極５６に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００５１】
次いで、電解質膜・電極構造体４０のカソード電極５４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔４６ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体４０のアノード電極５６に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔４８ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。
【００５２】
また、対向する長辺の上下に設けられた一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ４２及び第２金属セパレータ４４間の冷却媒体流路６２に導入される。図３に示すように、冷却媒体は、一旦矢印Ｃ方向内方に沿って流動した後、矢印Ａ方向に移動して電解質膜・電極構造体４０を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｃ方向外方に移動した後、上下一対の冷却媒体排出連通孔５０ｂに沿って矢印Ｂ方向に排出される。
【００５３】
この場合、燃料電池スタック１０では、図１及び図４に示すように、第２エンドプレート１８ｂには、冷却媒体供給マニホールド部材７２ａ及び冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂが設けられている。冷却媒体供給マニホールド部材７２ａでは、本体部位８２ａの矢印Ｃ方向の略中央位置に入口管路部９８ａが設けられている。本体部位８２ａの上下両端には、上下に設けられている一対の冷却媒体供給連通孔５０ａに対応して連結部７４ａが連結されている。上方の冷却媒体供給連通孔５０ａと入口管路部９８ａとの距離は、下方の冷却媒体供給連通孔５０ａと前記入口管路部９８ａとの距離と同一に設定される。
【００５４】
このため、入口管路部９８ａから本体部位８２ａの供給通路９０ａに供給された冷却媒体は、重力の影響を受け易く、上方の冷却媒体供給連通孔５０ａと下方の冷却媒体供給連通孔５０ａとに、前記冷却媒体を等分に分配供給することが困難になっている。
【００５５】
そこで、第１の実施形態では、図４及び図５に示すように、本体部位８２ａの上下両端には、圧損部材として、パンチメタル９４ａが配設されている。従って、上下のパンチメタル９４ａ、９４ａでは、開口面積を変化させ、それぞれの圧損を冷却媒体の流量に応じて調整することができる。これにより、上方の冷却媒体供給連通孔５０ａに供給される冷却媒体の流量と、下方の冷却媒体供給連通孔５０ａに供給される前記冷却媒体の流量とを、重力による影響を考慮して均等に設定することが可能になる。その際、冷却媒体は、下方に流れ易い傾向があるため、下方のパンチメタル９４ａの開口面積を、上方のパンチメタル９４ａの開口面積よりも小さく設定することが好ましい。
【００５６】
このため、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の流量を調整することができ、前記冷却媒体を上下の冷却媒体供給連通孔５０ａに均等に流通させることが可能になる。従って、各燃料電池１２の冷却性能が良好に維持され、発電性能の向上を図ることができるという効果が得られる。
【００５７】
一方、冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂでは、図４に示すように、上方の冷却媒体排出連通孔５０ｂと出口管路部９８ｂとの距離は、下方の冷却媒体排出連通孔５０ｂと前記出口管路部９８ｂとの距離と同一に設定される。さらに、本体部位８２ｂの上下両端には、圧損部材として、パンチメタル９４ｂが配設されている。上方のパンチメタル９４ｂと出口管路部９８ｂとの距離は、下方のパンチメタル９４ｂと前記出口管路部９８ｂとの距離と同一に設定される。これにより、上方の冷却媒体排出連通孔５０ｂから排出される冷却媒体の流量と、下方の冷却媒体排出連通孔５０ｂから排出される前記冷却媒体の流量とを、重力による影響を考慮して均等に設定することが可能になる。
【００５８】
このため、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の流量を調整することができ、前記冷却媒体を上下の冷却媒体排出連通孔５０ｂから均等に流通させることが可能になる。従って、各燃料電池１２の冷却性能が良好に維持され、発電性能の向上を図ることができるという効果が得られる。
【００５９】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック１００の正面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
燃料電池スタック１００では、第２エンドプレート１８ｂに樹脂製の冷却媒体供給マニホールド部材（冷却媒体マニホールド）１０２及び冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂが取り付けられる。冷却媒体供給マニホールド部材１０２は、本体部位８２ａの下方の冷却媒体供給連通孔５０ａ寄りに、冷却媒体供給口である入口管路部１０４を設ける。
【００６１】
入口管路部１０４は、冷却媒体流路６２の冷却媒体流れ方向（矢印Ｂ方向）に対して、角度α゜だけ下方に傾斜する。なお、入口管路部１０４は、上方の冷却媒体供給連通孔５０ａ寄りに設けられる場合、前記入口管路部１０４の角度は、上記とは逆になる（図５中、二点鎖線参照）。
【００６２】
このように構成される第２の実施形態では、入口管路部１０４から本体部位８２ａ内に斜め上方に向かって（角度α゜）供給された冷却媒体は、上下のパンチメタル９４ａ、９４ａに当接する。このため、冷却媒体は、各パンチメタル９４ａ、９４ａにより圧損が調整され、上方の冷却媒体供給連通孔５０ａと下方の冷却媒体供給連通孔５０ａとに均等に供給される。
【００６３】
従って、第２の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、冷却媒体の流量を調整することができ、前記冷却媒体を上下の冷却媒体供給連通孔５０ａに均等に流通させることが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。なお、冷却媒体排出マニホールド部材７２ｂは、上記の冷却媒体供給マニホールド部材１０２と同様に構成してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０、１００…燃料電池スタック      １２…燃料電池
１８ａ、１８ｂ…エンドプレート      ２６…ケーシング
４０…電解質膜・電極構造体          ４２、４４…金属セパレータ
４６ａ…酸化剤ガス供給連通孔        ４６ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
４８ａ…燃料ガス供給連通孔          ４８ｂ…燃料ガス排出連通孔
５０ａ…冷却媒体供給連通孔          ５０ｂ…冷却媒体排出連通孔
５２…固体高分子電解質膜            ５４…カソード電極
５６…アノード電極                  ５８…酸化剤ガス流路
６０…燃料ガス流路                  ６２…冷却媒体流路
６８ａ…酸化剤ガス供給マニホールド部材
６８ｂ…酸化剤ガス排出マニホールド部材
７０ａ…燃料ガス供給マニホールド部材
７０ｂ…燃料ガス排出マニホールド部材
７２ａ、１０２…冷却媒体供給マニホールド部材
７２ｂ…冷却媒体排出マニホールド部材
７４ａ、７４ｂ…連結部              ８２ａ、８２ｂ…本体部位
８６ａ…シール溝                    ８８ａ…段差部位
９２ａ…シール部材                  ９４ａ、９４ｂ…パンチメタル
９８ａ…入口管路部                  ９８ｂ…出口管路部
【図１】
2016072083.tif 000003
【図２】
2016072083.tif 000004
【図３】
2016072083.tif 000005
【図４】
2016072083.tif 000006
【図５】
2016072083.tif 000007
【図６】
2016072083.tif 000008