燃料电池的制作方法
【专利说明】燃料电池
[0001]本申请主张在2014年10月14日提出申请的日本专利2014-209749A的优选权，并将其内容作为参照而援引于此。
技术领域
[0002]本发明涉及燃料电池。
【背景技术】
[0003]燃料电池具备将作为发电单位的燃料电池单电池层叠多个而成的堆叠构造的燃料电池组。燃料电池组以将发挥集电功能的端板与位于燃料电池组的端部的燃料电池单电池接合的方式设置，而且在该端板的外侧设有绝缘板。燃料电池遍及燃料电池组、与其端部接合的端板、绝缘板地具备沿单电池层叠方向延伸的气体供给歧管和气体排出歧管。燃料电池的各个燃料电池单电池从气体供给歧管接受气体的供给，并向气体排出歧管排出废气。汇集于气体排出歧管的废气经由也设于端板和绝缘板的气体排出歧管向绝缘板的外部排出。燃料电池单电池被供给氢气等反应气体和含氧气体例如空气，且各自的废气中有时含有水分。更具体而言，反应气体的废气包含加湿用调配的水蒸气凝固而成的水或透过了电解质膜的生成水，空气的废气中有时包含生成水。废气中包含的水一直残留于歧管的话，会因水分的冻结而阻碍气体流通(排出)。因为这种情况，所以提出了使气体排出歧管朝向排出方向以下降斜度倾斜而实现水分排出的手法(例如，参照日本特开2009-158338号公报)。
【发明内容】
[0004]在该专利文献提出的手法中，使燃料电池单电池层叠而成的燃料电池组与气体排出歧管的倾斜对应地相对于水平方向倾斜，因此在燃料电池组的一方端侧和另一方端侧，铅垂方向的高度不同。这样的话，例如，在搭载于车辆的情况下，需要确保将铅垂方向的高度的差异估计在内的搭载空间、避免与周边设备的干涉等，搭载设计受到制约。由此，要求一种在确保搭载设计的自由度的基础上抑制气体排出歧管中的水分残留的结构。
[0005]为了实现上述的课题的至少一部分，本发明可以作为以下的方式来实施。
[0006](I)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池。该燃料电池具备:将作为发电单位的燃料电池单电池层叠多个而成的堆叠构造的燃料电池组；与所述燃料电池组的端部接合而设置并发挥集电功能的端板；及配置于所述端板的外侧的绝缘板，所述端板具备第一气体排出歧管，所述第一气体排出歧管在气体排出侧与贯通所述燃料电池组而沿单电池的层叠方向延伸的组内气体排出歧管连通，所述绝缘板具备与所述第一气体排出歧管连通的第二气体排出歧管，所述绝缘板为如下的形状:在所述组内气体排出歧管成为大致水平的燃料电池配置状态下，所述第二气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁位于比所述第一气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁靠铅垂下方侧处。
[0007]上述方式的燃料电池设想了以贯通燃料电池组而沿单电池的层叠方向延伸的组内气体排出歧管成为大致水平的方式配置。大致水平只要是关于车辆的前后方向、左右方向等在以制作上的通常的精度称之为水平的范围内制作即可，例如是指从水平倾斜±5度左右以内。在燃料电池的组内气体排出歧管弯曲或弯折等而不是一直线的情况下，只要设想接近端板的组内气体排出歧管成为大致水平的情况即可。由此，根据该方式的燃料电池，无需使燃料电池单电池自身相对于水平方向特意倾斜而层叠或将燃料电池组倾斜为特定的角度进行搭载，因此能够确保将燃料电池以上述的配置状态进行搭载时的搭载设计的自由度。而且，该方式的燃料电池使从燃料电池组的各个单电池向组内气体排出歧管流出的水分乘载于气体的流动向气体排出侧排出时，在气体排出侧，在组内气体排出歧管上依次连通有端板的第一气体排出歧管和绝缘板的第二气体排出歧管，在组内气体排出歧管成为大致水平的燃料电池配置状态下，通过使第二气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁比第一气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁向铅垂下方侧降低，由此在第一气体排出歧管和第二气体排出歧管中，设有越靠气体排出下游侧则越降低的阶梯。由此，根据该方式的燃料电池，到达气体排出侧的第一气体排出歧管的水分除了通过气体的流动之外还通过水分自身的自重而能够高效地向第二气体排出歧管排出，因此能够抑制气体排出歧管中的水分残留。而且，仅通过绝缘板中的第二气体排出歧管形状就能够实现水分残留的抑制，因此作为燃料电池的构成部件的端板、绝缘板的加工变得简便，对于成本减少也有益。
[0008](2)在上述的方式的燃料电池中，所述端板可以为如下的形状:在所述燃料电池配置状态下，所述第一气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁位于比所述组内气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁靠铅垂下方侧处。这样的话，到达燃料电池组的气体排出侧端部的燃料电池单电池的水分除了通过气体的流动之外还通过水分自身的自重而能够高效率地向第一气体排出歧管排出，并且从该第一气体排出歧管也能够高效率地向第二排出歧管排出。由此，能提高气体排出歧管的水分残留的抑制的实效性。
[0009](3)在上述的方式的燃料电池单电池中，所述绝缘板可以为如下的形状:在所述燃料电池配置状态下，所述第二气体排出歧管的歧管上壁位于比所述第一气体排出歧管的歧管上壁靠铅垂下方侧处，或者所述端板可以为如下的形状:在所述燃料电池配置状态下，所述第一气体排出歧管的歧管上壁位于比所述组内气体排出歧管的歧管上壁靠铅垂下方侧处。这样的话，流出至第一气体排出歧管的气体与第一气体排出歧管的歧管上壁发生碰撞，流出至第二气体排出歧管的气体与第二气体排出歧管的歧管上壁发生碰撞。由于这样的气体的碰撞，气体的至少一部分朝向第一气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁侧或第二气体排出歧管的铅垂下方侧的歧管下壁侧流动，因此乘载于气体的流动的水分的排出效率进一步提高，从提高气体排出歧管的水分残留的抑制的实效性的角度来看优选。
[0010]需要说明的是，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以作为燃料电池的制造方法的方式实现。
【附图说明】
[0011]图1是表示作为本发明的实施方式的燃料电池的结构的概略立体图。
[0012]图2是使用燃料电池组的利用图1的2-2线剖开的一部分而概略性地表示气体排出侧的歧管结构的说明图。
[0013]图3是概略性地表示其他实施方式的燃料电池的气体排出侧的歧管结构的说明图。
【具体实施方式】
[0014]以下，关于本发明的实施方式，基于附图进行说明。图1是表示作为本发明的实施方式的燃料电池10的结构的概略立体图。燃料电池10利用一对端板(end plate) 170F、170E夹持将作为发电单位的燃料电池单电池即单元单电池100沿Z方向(以下，也称为“层叠方向”)层叠多个而成的堆叠构造的燃料电池组100S。燃料电池10通过单电池中央下端的紧固螺栓20或单电池拐角部的未图示的紧固螺栓，以沿单电池层叠方向加压的状态被紧固。燃料电池10在一端侧即图中的前端侧的端板170F与单元单电池100之间，从端板170F侧依次具有前端侧的绝缘板165F及端板(terminal plate) 160F。燃料电池10在后端侧的端板170E与单元单电池100之间，也同样地从端板170E侧依次具有后端侧的绝缘板165E及端板160E。S卩，燃料电池10将发挥集电功能的端板160F、160E与位于燃料电池组100S的两端部的单元单电池100接合，从而利用端板160F、160E、绝缘板165F、165E及端板170F、170E来夹持燃料电池组100S。端板160F、160E由传导性良好的金属钢板形成而发挥集电功能，且具备用于将集电的电力向外部的电路送出的集电端子161。绝缘板165F、165E由树脂形成，且具备良好的绝缘性。
[0015]单元单电池100、端板160F、160E、绝缘板165F、165E及端板170F、170E分别是具有大致矩形形状的外形的板结构，以长边沿着X方向且短边沿着Y方向(铅垂方向)的方式配置。这种情况下，X方向是与作为铅垂方向的Y方向正交的方向，且是单元单电池100的面方向，因此如图1所示，燃料电池组100S中的单元单电池100的层叠方向(Z方向)成为与X、Y这两方向正交的方向。由此，燃料电池10至少以单元单电池100的层叠方向(Z方向)成为水平方向的姿势搭载于未图示的车辆。当包括车辆前后方向地说明该搭载姿势时，如下所述。若图1所示的X方向表示车辆前后方向，则燃料电池10的单元单电池100的层叠方向(Z方向)成为车辆宽度方向，燃料电池10以在车辆宽度方向上成为水平的姿势搭载。若图1所示的X方向表示车辆宽度方向，则燃料电池10以在单元单电池100的层叠方向即车辆前后方向上成为水平的姿势搭载。
[0016]接下来，说明燃料电池10中的与气体供排及冷却水供排相关的歧管结构。图2是燃料电池组100S的基于图1的2-2线的局部剖视图，是概略性地表示气体排出侧的歧管结构的说明图。如图1所示，燃料电池10在从前端侧的端板170F到燃料电池组100S的后端侧端的单元单电池100之