[发明专利]燃料电池堆叠结构

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2006年3月22日提交的、序列号为2006-078958的日本专利申请，以及2007年1月25日提交的、序列号为2007-014855的日本专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过引用结合于此。 

技术领域

本发明涉及燃料电池堆叠结构。 

背景技术

传统的燃料电池包括气体通道。气体通道将为燃料电池堆(stack)供应反应气体的供应管连接到用于将反应气体分布到各单元电池(unit cell)的内部歧管。在气体通道中，设置了平行于单元电池堆叠方向延伸的板。这种构造的一个缺点是传统的燃料电池不总能确保流动到各单元电池的流体的适当分布。 

发明内容

本发明公开了燃料电池堆叠结构的实施方式。燃料堆叠结构的一个实施例包括多个单元电池，该多个单元电池中的每一个均具有穿过该单元电池形成的开孔；第一燃料电池堆，其具有由开孔限定的内部歧管，其中第一燃料电池通过在堆叠方向上堆叠多个单元电池而形成；电池内(in-cell)流体通道，流体由所述内部歧管流入该电池内流体通道，该电池内流体通道被构造和配置成使所述流体在大体上垂直于单元电池的堆叠方向的平面中流动；以及外部歧管，其具有用于将所述流体供应到内部歧管的外部通道；其中，所述内部歧管具有矩形横截面形状，该矩形横截面形状具有较短侧和较长侧，所述电池内流 体通道与所述内部歧管开口的所述较短侧流体连接，并且所述外部通道与所述内部歧管开口的所述较长侧流体连接；所述外部歧管的所述外部通道被构造成，通过面对所述流体流向的面使所述流体在所述外部通道和所述内部歧管之间的连接部的横断面的较窄部分、内部歧管的开口以及内部歧管的上游产生涡流。 

附图说明

在此，参照附图进行说明，其中，在全部附图中，相似附图标记指示相似部件，其中： 

图1是示出根据在此公开的燃料堆叠结构的第一实施方式的燃料电池及其流体通道结构的立体图； 

图2是示出根据第一实施方式的外部通道和内部歧管孔的连接部附近的图； 

图3是示出根据第一实施方式的歧管的通道结构的正视图； 

图4的(a)是示出根据比较例的在内部歧管横断面中的燃料气体流向的图； 

图4的(b)是示出在图4的(a)中所示开口附近的横断面中燃料气体的速度分布的图； 

图5的(a)是示出根据在此公开的第一实施方式的在内部歧管的横断面中燃料气体流向的图； 

图5的(b)是示出在图5的(a)中所示开口附近的横断面中燃料气体速度分布的图； 

图6是示出根据比较例的示出到各电池的燃料气体供应流量的模拟结果的图； 

图7是示出根据在此公开的第一实施方式的到各电池的燃料气体供应流量的模拟结果的图； 

图8是示出根据在此公开的第一实施方式的外部通道和内部歧管孔的连接部附近的图； 

图9是示出根据在此公开的第一实施方式凸起部的图； 

图10是示出根据在此公开的第一实施方式的凸起部的另一种构造的图； 

图11的(a)是示出根据在此公开的第一实施方式的凸起部的再一构造的图； 

图11的(b)是示出图11的(a)所示的横断面的图； 

图12是示出根据在此公开的第一实施方式的凸起部的还一构造的图； 

图13的(a)是示出根据在此公开的燃料堆叠结构的第二实施方式的上外部通道结构的正视图； 

图13的(b)是示出根据在此公开的第二实施方式的下外部通道结构的正视图； 

图14是示出根据在此公开的第二实施方式的燃料电池及其流体通道结构的立体图； 

图15是示出根据在此公开的第二实施方式的外部流体通道入口部附近的纵向剖视图； 

图16是示出根据本发明公开内容的隔板的图；以及 

图17是示出根据本发明公开内容的单元电池的沿图16中示出的线D-D截取的剖视图。 

具体实施方式

以下，将参照附图说明在此公开的燃料堆叠结构的各种实施方式。