[发明专利]燃料电池堆

说明书

技术领域

本发明涉及具有燃料电池且将多个所述燃料电池层叠而成的燃料电池堆，该燃料电池通过将在电解质膜的两侧设有电极的电解质膜-电极结构体和隔板层叠而成。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备通过隔板夹持电解质膜-电极结构体(MEA)而成的发电单元，该电解质膜-电极结构体在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一方的面侧配设有阳极电极，在另一方的面侧配设有阴极电极。燃料电池通常通过层叠规定个数的发电单元，例如作为车载用燃料电池堆而装入燃料电池车辆中。

在上述的燃料电池中，在隔板的面内设有用于使燃料气体向阳极电极流动的燃料气体流路和用于使氧化剂气体向阴极电极流动的氧化剂气体流路。并且，在隔板间，沿着所述隔板的面方向而设有用于使冷却介质流动的冷却介质流路。

在层叠方向一端配设的端板上，至少形成有向燃料气体流路供给燃料气体的燃料气体供给连通孔、从所述燃料气体流路排出使用完的燃料气体的燃料气体排出连通孔等流体连通孔。在端板上还形成有向氧化剂气体流路供给氧化剂气体的氧化剂气体供给连通孔、及从所述氧化剂气体流路排出使用完的氧化剂气体的氧化剂气体排出连通孔等流体连通孔。

在该内部歧管型的燃料电池上例如连接有加湿装置等外部设备，该加湿装置在氧化剂气体或燃料气体向该燃料电池供给之前对该氧化剂气体或燃料气体进行加湿。此时，在外部设备上设置的外部配管大多设置成圆筒形状，而在端板上形成的流体连通孔具有矩形形状或三角形形状(非圆形状)。因此，难以将圆形状的外部配管和非圆形状的流体连通孔气密地连接。

在此，已知有日本特开2009-224194号公报(以下，称为现有技术1)中公开的燃料电池堆。在该燃料电池堆中，在一方的端板上设有将非圆形状的连通孔和圆形状的外部配管连通的树脂制连结配管。该树脂制连结配管一体地设有：与非圆形状的连通孔连通的非圆形状筒部；与圆形状的外部配管连通的圆形状筒部；沿着一方的端板的厚度方向将所述非圆形状筒部和所述圆形状筒部连通的连结形状筒部。

另外，在内部歧管型的燃料电池中，为了将各连通孔和外部设备连接，而采用配管结构。作为此种技术，已知有例如日本特开2006-228632号公报(以下，称为现有技术2)中公开的燃料电池堆的配管结构。

如图17所示，该配管结构具备通过电化学反应使燃料气体和氧化剂气体反应而进行发电的燃料电池堆2。氧化剂气体入口配管3、冷却水入口配管4、燃料气体出口配管5、冷却水出口配管6、燃料气体入口配管7及氧化剂气体出口配管8经由燃料电池歧管9而与燃料电池堆2连接。

氧化剂气体入口配管3向燃料电池堆2供给氧化剂气体，冷却水入口配管4向所述燃料电池堆2供给冷却水，燃料气体出口配管5从所述燃料电池堆2排出燃料气体。冷却水出口配管6从燃料电池堆2排出冷却水，燃料气体入口配管7向所述燃料电池堆2供给燃料气体，氧化剂气体出口配管8从所述燃料电池堆2排出氧化剂气体。

发明的概要

然而，在上述的现有技术1中，在树脂制连结配管上连接圆形状的外部配管的一端，且所述圆形状的外部配管的另一端与外部机器连接。这种情况下，尤其是使流体从外部配管在树脂制连结配管中流通而向燃料电池堆供给时，在配管内部容易产生压力损失。因此，在配管内部无法实现流体的顺利的流通。

另外，在上述的现有技术2中，各配管弯曲形成为大致90度的角度而构成为L字状。因此，在配管内部容易产生大的压力损失，从而无法实现流体的顺利的流通。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种能够尽可能抑制配管内的压力损失，且能够使流体顺利地流通的燃料电池堆。

本发明涉及一种燃料电池堆，其具有将电解质膜-电极结构体和隔板层叠而成的燃料电池，该电解质膜-电极结构体在电解质膜的两侧设有电极，多个所述燃料电池层叠且在层叠方向两端配设有端板，并且在所述燃料电池的层叠方向上至少形成有使作为反应气体或冷却介质的流体流通的流体连通孔，且至少在一方的所述端板上连接有将所述流体连通孔和外部配管连通的连结配管。

在该燃料电池堆中，连结配管的配管中间部位的开口截面积设定成比流体入口的开口截面积及流体出口的开口截面积大的值。

根据本发明，在连结配管内，能够尽可能地抑制流体的压力损失，因此能够使流体顺利且可靠地流通。尤其是连结配管在途中弯曲时，内部的压力损失也不会增加，能够实现流体的良好的流通。

上述的目的、特征及优点根据参照附图说明的以下的实施方式的说明而容易理解。

附图说明