专利名称：燃料电池组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种层叠有在电解质的两侧设有一对电极的电解质-电极结构体和隔板，且在层叠方向两端配设有长方形形状的端板的燃料电池组。
背景技术：
例如，固体高分子型燃料电池具备利用一对隔板夹持电解质膜-电极结构体(MEA)而成的单元电池，该电解质膜-电极结构体(MEA)在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的两侧分别配设有阳极电极及阴极电极。该燃料电池通常将规定个数的单元电池层叠，而例如作为车载用燃料电池组使用。在该燃料电池组中，大多使用所谓的内部岐管(manifold)型燃料电池，其内部 具备沿着单元电池的层叠方向贯通的用于使燃料气体流动的燃料气体供给连通孔及燃料气体排出连通孔、用于使氧化剂气体流动的氧化剂气体供给连通孔及氧化剂气体排出连通孔、用于使冷却介质流动的冷却介质供给连通孔及冷却介质排出连通孔。作为与内部岐管型燃料电池关联的技术，已知有例如日本特开2011-054425号(以下，称为现有技术I)。该现有技术I涉及一种将在电解质的两侧设有一对电极的电解质-电极结构体与隔板层叠，并在层叠方向两端配设有长方形形状的端板的燃料电池组。在燃料电池组的相互对置的长边侧的两边分别设有沿着层叠方向连通而使冷却介质流通的一对冷却介质供给连通孔和一对冷却介质排出连通孔。并且，在一方的端板设有至少与一对冷却介质供给连通孔或一对冷却介质排出连通孔中的任一方连通的一对岐管部；将所述一对岐管部彼此连结，且沿着长边侧的宽度尺寸设定得比所述一对岐管部的尺寸小的连结部。由此，能够有效地抑制流入到岐管内的冷却介质的压力损失的增加，能够使所述冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通。
发明内容
本发明关于这种内部岐管型燃料电池而提出，其目的在于提供一种尤其能够尽可能地减少岐管内的压力损失，并能够使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通的燃料电池组。本发明涉及一种燃料电池组，其层叠有在电解质的两侧设有一对电极的电解质-电极结构体和隔板，并且在层叠方向两端配设有长方形形状的端板。在该燃料堆中，在所述燃料电池组的相互对置的长边侧的两边分别设有沿着层叠方向连通而使冷却介质流通的一对冷却介质供给连通孔和一对冷却介质排出连通孔。并且，在一方的端板设有与一对冷却介质供给连通孔连通且沿着两边的长条的一对供给岐管部、将所述一对供给岐管部彼此连结的供给连结部，并且，在一方的供给岐管部朝向从层叠方向倾斜的方向而连结有冷却介质供给配管。另外，在一方的端板设有与一对冷却介质供给连通孔连通且沿着两边的长条的一对供给岐管部、将所述一对供给岐管部彼此连结的供给连结部，并且，在至少一方的供给岐管部的内壁面设有从直线部位经由弯曲部位平滑地倾斜的倾斜部位。根据本发明，在一方的供给岐管部朝向从层叠方向倾斜的方向而连结有冷却介质供给配管。因此，冷却介质从相对于层叠方向倾斜的方向供给到一方的供给岐管部，因此能够尽可能地减少向所述一方的供给岐管部内流入的所述冷却介质的压力损失。由此，能够通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通。另外，根据本发明，在一方的供给岐管部的内壁面设有从直线部位经由弯曲部位平滑地倾斜的倾斜部位。因此，能够尽可能地减少在一方的供给岐管部内流动的冷却介质的压力损失，并且良好地提高所述冷却介质向一对冷却介质供给连通孔的分配性。由此，能够通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通。根据与附图协同配合的以下的优选实施方式例的说明，上述的目的及其他的目的、特征及优点变得更加清楚。
图I是本发明的第一实施方式的燃料电池组的简要立体说明图。图2是构成所述燃料电池组的燃料电池的分解立体说明图。图3是构成所述燃料电池组的第一端板的主视说明图。图4是所述第一端板的侧视说明图。图5是比较例I的侧视说明图。图6是比较例2的侧视说明图。图7是对比较例I、比较例2及第一实施方式的各岐管部的压力损失进行比较的图。图8是本发明的第二实施方式的燃料电池组的简要立体说明图。图9是本发明的第三实施方式的燃料电池组的简要立体说明图。图10是本发明的第四实施方式的燃料电池组的简要立体说明图。图11是所述燃料电池组的主视说明图。图12是对比较例3及第四实施方式的各岐管部的压力损失进行比较的图。图13是本发明的第五实施方式的燃料电池组的简要立体说明图。图14是所述燃料电池组的主视说明图。图15是本发明的第六实施方式的燃料电池组的简要立体说明图。图16是所述燃料电池组的主视说明图。图17是本发明的第七实施方式的燃料电池组的主视说明图。
具体实施例方式如图I所示，本发明的第一实施方式的燃料电池组10具备燃料电池12，将多个所述燃料电池12沿着水平方向(箭头A方向)或铅垂方向(箭头C方向)彼此层叠。在燃料电池12的层叠方向一端层叠有第一接线板14a、第一绝缘板16a及第一端板18a，而在层叠方向另一端层叠有第二接线板14b、第二绝缘板16b及第二端板18b。长方形形状的第一端板18a及第二端板18b通过沿着箭头A方向延伸的多个拉杆19 一体地紧固保持。需要说明的是，燃料电池组10也可以由包含第一端板18a及第二端板18b作为端板的箱状壳体(未图不)一体地保持。如图2所示，燃料电池12中，电解质膜-电极结构体20被第一及第二隔板22、24夹持。第一及第二隔板22、24例如除了碳隔板之外，还可以由钢板、不锈钢板、铝板或镀敷处理钢板等金属隔板构成。在燃料电池12的箭头C方向(图2中的重力方向)的上端缘部，沿着箭头B方向(水平方向)排列设置有沿着层叠方向即箭头A方向相互连通的用于供给氧化剂气体、例如含氧气体的氧化剂气体供给连通孔26a及用于供给燃料气体、例如含氢气体的燃料气体供给连通孔28a。在燃料电池12的箭头C方向的下端缘部，沿着箭头B方向排列设置有沿着箭头A方向相互连通的用于排出氧化剂气体的氧化剂气体排出连通孔26b及用于排出燃料气体的燃料气体排出连通孔28b。 在燃料电池12的箭头B方向的两端缘部(长边侧的两边)，用于供给冷却介质的一对冷却介质供给连通孔30a及用于排出所述冷却介质一对冷却介质排出连通孔30b例如分别上下设置。需要说明的是，各冷却介质供给连通孔30a及各冷却介质排出连通孔30b也可以分别上下分割成两个以上。在第一隔板22的朝向电解质膜-电极结构体20的面22a上设有与氧化剂气体供给连通孔26a和氧化剂气体排出连通孔26b连通的氧化剂气体流路32。在第二隔板24的朝向电解质膜-电极结构体20的面24a上设有与燃料气体供给连通孔28a和燃料气体排出连通孔28b连通的燃料气体流路34。在彼此相邻的构成燃料电池12的第一隔板22的面22b与第二隔板24的面24b之间设有将一对冷却介质供给连通孔30a和一对冷却介质排出连通孔30b连通的冷却介质流路36。一对冷却介质供给连通孔30a具有相同的开口面积，而一对冷却介质排出连通孔30b具有相同的开口面积。各冷却介质供给连通孔30a与冷却介质流路36经由连通路38a连通，并且各冷却介质排出连通孔30b与所述冷却介质流路36经由连通路38b连通。在第一隔板22的面22a、22b上一体地或分别地设有第一密封构件40a，并且在第二隔板24的面24a、24b上一体地或分别地设有第二密封构件40b。电解质膜-电极结构体20例如具备水浸溃于全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜(电解质)42 ;夹持所述固体高分子电解质膜42的阴极电极44及阳极电极46。阴极电极44及阳极电极46具有由碳素纸等构成的气体扩散层(未图示)和将在表面担载有钼合金的多孔质碳粒子同样地涂敷于所述气体扩散层的表面上而形成的电极催化剂层(未图示)。电极催化剂层形成在固体高分子电解质膜42的两面上。如图I所示，在第一端板18a的外表面侧中的上部侧设有冷却介质供给岐管50，且在下部侧设有冷却介质排出岐管52。冷却介质供给岐管50及冷却介质排出岐管52具有向下方开口的大致字状(“-”为日本语的文字)。需要说明的是，也可以在第一端板18a侧设置例如冷却介质供给岐管50，而在第二端板18b侧设置例如冷却介质排出岐管52。另外，也可以是与上述相反的结构。如图I及图3所示，冷却介质供给岐管50具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对供给岐管部54a、54a ;将所述一对供给岐管部54a、54a的上部侧彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸Wl设定得比所述一对供给岐管部54a、54a的尺寸小的供给连结部56a。供给岐管部54a、54a沿着第一端板18a的长边方向(箭头C方向)具有长条的长方体形状。在一方的供给岐管部54a不同体(或一体)地设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管58a。该冷却介质供给配管58a与未图示的冷却介质供给部连通。如图4所示，冷却介质供给配管58a从铅垂方向朝向水平方向倾斜规定的角度θ° (例如，10° 40° )而与一方的供给岐管部54a的下方端部连结。冷却介质供给配管58a从斜下方将冷却介质向一方的供给岐管部54a内供给。如图I及图3所示，冷却介质排出岐管52具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部54b、54b ;将所述一对排出岐管部54b、54b的上部侧彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸W2设定得比所述一对排出岐管部54b、54b的尺寸小的排出连结部56b。·
排出岐管部54b、54b沿着第一端板18a的长边方向(箭头C方向)具有长条的长方体形状。在位于一方的供给岐管部54a的对角位置上的一方的排出岐管部54b不同体(或一体)地设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管58b。该冷却介质排出配管58b从一方的排出岐管部54b的中央部位(或上方、下方)沿着水平方向(箭头A方向)延伸。与氧化剂气体供给连通孔26a、氧化剂气体排出连通孔26b、燃料气体供给连通孔28a及燃料气体排出连通孔28b对应，而在第二端板18b分别设有未图示的岐管。以下，说明该燃料电池组10的动作。首先,在第二端板18b中，向氧化剂气体供给连通孔26a供给含氧气体等氧化剂气体，并向燃料气体供给连通孔28a供给含氢气体等燃料气体。此外，如图I所示，在第一端板18a中，从冷却介质供给配管58a向冷却介质供给岐管50内供给纯水或乙二醇、油等冷却介质。该冷却介质的一部分从设有冷却介质供给配管58a的一方的供给岐管部54a向冷却介质供给连通孔30a供给，并且所述冷却介质的其余的部分通过供给连结部56a而从另一方的供给岐管部54a向冷却介质供给连通孔30a供
5口 O因此，如图2所示，氧化剂气体从氧化剂气体供给连通孔26a导入第一隔板22的氧化剂气体流路32。该氧化剂气体沿着氧化剂气体流路32向箭头C方向(重力方向)移动，向电解质膜-电极结构体20的阴极电极44供给。另一方面，燃料气体从燃料气体供给连通孔28a向第二隔板24的燃料气体流路34导入。该燃料气体沿着燃料气体流路34向重力方向(箭头C方向)移动，向电解质膜-电极结构体20的阳极电极46供给。因此，在电解质膜-电极结构体20中，向阴极电极44供给的氧化剂气体和向阳极电极46供给的燃料气体在电极催化剂层内通过电化学反应被消耗而进行发电。接下来，向电解质膜-电极结构体20的阴极电极44供给而消耗的氧化剂气体沿着氧化剂气体排出连通孔26b向箭头A方向排出。向电解质膜-电极结构体20的阳极电极46供给而被消耗的燃料气体沿着燃料气体排出连通孔28b向箭头A方向排出。另一方面，向两个冷却介质供给连通孔30a、30a供给的冷却介质向形成在第一隔板22与第二隔板24之间的冷却介质流路36导入。该冷却介质向箭头C方向移动而将电解质膜-电极结构体20冷却之后，从两个冷却介质排出连通孔30b、30b向冷却介质排出岐管52的一对排出岐管部54b、54b排出。如图I所示，向一方的排出岐管部54b排出的冷却介质直接经由冷却介质排出配管58b向外部排出。向另一方的排出岐管部54b排出的冷却介质通过排出连结部56b向一方的排出岐管部54b流入后，经由冷却介质排出配管58b向外部排出。这种情况下，在第一实施方式中，如图4所示，冷却介质供给配管58a从铅垂方向朝向水平方向倾斜规定的角度Θ ° (例如，10° 40° )而与一方的供给岐管部54a的下方端部连结。因此，冷却介质在冷却介质供给配管58a内流通而从斜下方供给到一方的供给岐管部54a内。
因此，能够尽可能地减少向一方的供给岐管部54a内流入的冷却介质的压力损失。由此，通过简单的结构，就能够使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池组10供给流通。具体而言，在图5所示的比较例I中，在一方的供给岐管部54a的高度方向的大致中央部连结有沿着层叠方向(水平方向)延伸的冷却介质供给配管58al。另外，在图6所示的比较例2中，在一方的供给岐管部54a的高度方向的大致中央部连结有冷却介质供给配管58a2。该冷却介质供给配管58a2从铅垂方向V朝向水平方向倾斜角度α °，并且端部向层叠方向(水平方向)弯曲而与一方的供给岐管部54a连结。图7表示一方的供给岐管部54a内的压力损失，相对于比较例I及比较例2，在第一实施方式中，压力损失大幅减少。而且，就冷却介质相对于一对冷却介质供给连通孔30a的分配性而言，在第一实施方式中，与比较例I及比较例2相比，分配性良好地提高。图8是本发明的第二实施方式的燃料电池组70的简要立体说明图。需要说明的是，对与第一实施方式的燃料电池组10相同的结构要素，标注同一参照符号，省略其详细说明。而且，在以下说明的第三以后的实施方式中同样地省略其详细说明。燃料电池组70具备在第一端板18a的外表面侧设置的冷却介质供给岐管72及冷却介质排出岐管74。冷却介质供给岐管72及冷却介质排出岐管74具有大致“H”字状。冷却介质供给岐管72具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对纵长形状的供给岐管部76a、76a ;将一对所述供给岐管部76a、76a的大致中间位置彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸设定得比一对所述供给岐管部76a、76a小的供给连结部78a。在一方的供给岐管部76a设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管80a。冷却介质供给配管80a从层叠方向朝向水平方向外方倾斜而与一方的供给岐管部76a的中央部连结。水平方向外方是指相对于供给岐管部76a从层叠方向(箭头A方向)向供给连结部78a的相反方向倾斜的方向。冷却介质供给配管80a从斜侧方将冷却介质供给到一方的供给岐管部76a内。冷却介质排出岐管74具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部76b、76b ;将一对所述排出岐管部76b、76b的大致中间位置彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸设定得比一对所述排出岐管部76b、76b小的排出连结部78b。
在排出岐管部76b上的与冷却介质供给配管80a对角的对角位置上设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管80b。该冷却介质排出配管80b从一方的排出岐管部76b的中央部位沿着水平方向(层叠方向)延伸。在该第二实施方式中，冷却介质供给配管80a从层叠方向朝向水平方向外方倾斜而与一方的供给岐管部76a的中央部连结。因此，冷却介质在冷却介质供给配管80a内流通而从斜侧方供给到一方的供给岐管部76a内。因此，能够尽可能地减少向一方的供给岐管部76a内流入的冷却介质的压力损失。由此，能够得到通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池组70供给流通等与上述的第一实施方式同样的效果。图9是本发明的第三实施方式的燃料电池组90的简要立体说明图。燃料电池组90具备在第一端板18a的外表面侧设置的冷却介质供给岐管92及冷却介质排出岐管94。冷却介质供给岐管92及冷却介质排出岐管94具有向上方开口的大致 “Zr”字状(“-”为日本语的文字)。冷却介质供给岐管92具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对纵长形状的供给岐管部96a、96a ;将一对所述供给岐管部96a、96a的下部侧彼此连结，且沿着长边方向的宽度尺寸设定得比一对所述供给岐管部96a、96a小的供给连结部98a。在一方的供给岐管部96a不同体(或一体)地设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管100a。冷却介质供给配管IOOa从铅垂方向朝向水平方向倾斜而与一方的供给岐管部96a的上方端部连结。冷却介质供给配管IOOa从斜上方将冷却介质供给到一方的供给岐管部96a内。冷却介质排出岐管94具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部96b、96b ;将一对所述排出岐管部96b、96b的下部侧彼此连结，且沿着长边方向的宽度尺寸设定得比一对所述排出岐管部96b、96b小的排出连结部98b。在排出岐管部96b上的与冷却介质供给配管IOOa对角的对角位置上设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管100b。该冷却介质排出配管IOOb从一方的排出岐管部96b的中央部位(或上方、下方)沿着水平方向(层叠方向)延伸。在该第三实施方式中，冷却介质供给配管IOOa从铅垂方向朝向水平方向倾斜而与一方的供给岐管部96a的上方端部连结。因此，冷却介质在冷却介质供给配管IOOa内流通而从斜上方供给到一方的供给岐管部96a内。因此，能够尽可能地减少向一方的供给岐管部96a内流入的冷却介质的压力损失。由此，能够得到通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池组90供给流通等与上述的第一及第二实施方式同样的效果。需要说明的是，在第一 第三实施方式中，冷却介质排出配管58b、80b及IOOb沿着水平方向延伸，但并未限定于此。例如，冷却介质排出配管58b、80b及IOOb也可以分别与冷却介质供给配管58a、80a及IOOa同样地构成。需要说明的是，在以下说明的第四以后的实施方式中也同样。图10是本发明的第四实施方式的燃料电池组110的简要立体说明图。燃料电池组110具备在第一端板18a的外表面侧上下设置的冷却介质供给岐管112及冷却介质排出岐管114。冷却介质供给岐管112及冷却介质排出岐管114具有向下方开口的大致字状(为日本语的文字)。如图10及图11所示，冷却介质供给岐管112具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对供给岐管部116a、116a ;将一对所述供给岐管部116a、116a的上部侧彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸Wl设定得比所述一对供给岐管部116a、116a的尺寸小的供给连结部118a。供给岐管部116a、116a沿着第一端板18a的长边方向(箭头C方向)具有长条的长方体形状。在一方的供给岐管部116a不同体(或一体)地设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管120a。该冷却介质供给配管120a与未图示的冷却介质供给部连通。 冷却介质供给配管120a从铅垂方向朝向水平方向倾斜规定的角度而与一方的供给岐管部116a的下方端部连结。冷却介质供给配管120a从斜下方将冷却介质供给到一方的供给岐管部116a内。如图11所示，在供给岐管部116a的内壁面设有从直线部位122a经由弯曲部位122b平滑地倾斜的倾斜部位122c。倾斜部位122c也可以由弯曲面构成或由平坦面构成。以下说明的各倾斜部位也同样。冷却介质供给连通孔30a在供给岐管部116a内偏向外侧设置，倾斜部位122c设置在所述供给岐管部116a的内壁面下方的内侧的角部(与另一供给岐管部116a对置的角部)。倾斜部位122c优选至少设置在将冷却介质供给配管120a连结的一方的供给岐管部116a的内壁面。如图10及图11所示，冷却介质排出岐管114具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部116b、116b ;将所述一对排出岐管部116b、116b的上部侧彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸W2设定得比所述一对排出岐管部116b、116b的尺寸小的排出连结部118b。排出岐管部116b、116b沿着第一端板18a的长边方向(箭头C方向)具有长条的长方体形状。在位于与一方的供给岐管部116a对角的对角位置上的一方的排出岐管部116b不同体(或一体)地设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管120b。该冷却介质排出配管120b从一方的排出岐管部116b的中央部位(或上方、下方)沿着水平方向(箭头A方向)延伸。如图11所示，在排出岐管部116b的内壁面设有从直线部位124a经由弯曲部位124b平滑地倾斜的倾斜部位124c。冷却介质排出连通孔30b在排出岐管部116b内偏向外侧设置，倾斜部位124c设置在所述排出岐管部116b的内壁面下方的内侧的角部(与另一排出岐管部116b对置的角部)。倾斜部位124c优选至少设置在将冷却介质排出配管120b连结的一方的排出岐管部116b的内壁面。在该第四实施方式中，如图11所示，至少在一方的供给岐管部116a的内壁面设有从直线部位122a经由弯曲部位122b平滑地倾斜的倾斜部位122c。并且，冷却介质供给连通孔30a在供给岐管部116a内偏向外侧设置，倾斜部位122c设置在供给岐管部116a的内壁面下方的内侧的角部。因此，能够尽可能地减少在供给岐管部116a内流动的冷却介质的压力损失，并且能够良好地提高所述冷却介质向一对冷却介质供给连通孔30a的分配性。由此，能够通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通。需要说明的是，在第四实施方式中，除了另一方的供给岐管部116a之外，一对排出岐管部116b、116b也与上述的一方的供给岐管部116a同样地构成。因此，实现岐管内部的压力损失的减少，并提高冷却介质的分配性。另外，在以下说明的各实施方式中，仅说明了供给岐管部侧，但能得到同样的效果。因此，使用将一对供给岐管部116a及一对排出岐管部116b的内壁面形成为长方形形状的比较例3、和在一对供给岐管部116a及一对排出岐管部116b的内壁面设有倾斜部位122c、124c的第四实施方式，检测了各自的压力损失。其结果如图12所示。
由此，在第四实施方式中，与比较例相比，得到了岐管内部的压力损失大幅减少这样的结果。而且，与比较例3相比，第四实施方式中冷却介质相对于一对冷却介质供给连通孔30a的分配性良好地提高。图13是本发明的第五实施方式的燃料电池组130的简要立体说明图。燃料电池组130具备在第一端板18a的外表面侧设置的冷却介质供给岐管132及冷却介质排出岐管134。冷却介质供给岐管132及冷却介质排出岐管134具有大致“H”字状。冷却介质供给岐管132具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对纵长形状的供给岐管部136a、136a ;将一对所述供给岐管部136a、136a的大致中间位置彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸设定得比一对所述供给岐管部136a、136a小的供给连结部138a。在一方的供给岐管部136a设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管140a。冷却介质供给配管140a从层叠方向朝向水平方向外方(供给连结部138a侧的相反侧)倾斜而与一方的供给岐管部136a的中央部连结。冷却介质供给配管140a从斜侧方将冷却介质供给到一方的供给岐管部136a内。如图14所示，在供给岐管部136a的内壁面设有从直线部位142a经由弯曲部位142b平滑地倾斜的倾斜部位142c。冷却介质供给连通孔30a在供给岐管部136a内偏向外侧设置，倾斜部位142c设置在所述供给岐管部136a的内壁面下方及内壁面上方的各内侧的角部(与另一供给岐管部136a对置的上下两角部)。倾斜部位142c优选至少设置在将冷却介质供给配管140a连结的一方的供给岐管部136a的内壁面。如图13及图14所示，冷却介质排出岐管134具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部136b、136b ;将一对所述排出岐管部136b、136b的大致中间位置彼此连结，且沿着长边方向(箭头C方向)的宽度尺寸设定得比一对所述排出岐管部136b、136b小的排出连结部138b。在排出岐管部136b上的与冷却介质供给配管140a对角的对角位置上设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管140b。该冷却介质排出配管140b从一方的排出岐管部136b的中央部位(或上方、下方)沿着水平方向(层叠方向)延伸。如图14所示，在排出岐管部136b的内壁面设有从直线部位144a经由弯曲部位144b平滑地倾斜的倾斜部位144c。冷却介质排出连通孔30b在排出岐管部136b内偏向外侧设置，倾斜部位144c设置在排出岐管部136b的内壁面下方及内壁面上方的各内侧的角部(与另一排出岐管部136b对置的上下两角部)。倾斜部位144c优选至少设置在将冷却介质排出配管140b连结的一方的排出岐管部136b的内壁面。在该第五实施方式中，如图14所示，在一方的供给岐管部136a的中央部连结有冷却介质供给配管140a，并且在所述供给岐管部136a的内壁面下方及内壁面上方的各内侧的角部分别设有倾斜部位142c。因此，能够尽可能地减少在供给岐管部136a内流动的冷却介质的压力损失，并且良好地提高所述冷却介质向一对冷却介质供给连通孔30a的分配性。由此，能够得到通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通等与上述的第四实施方式同样的效果。图15是本发明的第六实施方式的燃料电池组150的简要立体说明图。燃料电池组150具备在第一端板18a的外表面侧设置的冷却介质供给岐管152及冷却介质排出岐管154。冷却介质供给岐管152及冷却介质排出岐管154具有向上方开口 的大致“ ”字状(“ ”为日本语的文字)。冷却介质供给岐管152具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对纵长形状的供给岐管部156a、156a ;将一对所述供给岐管部156a、156a的下部侧彼此连结，且沿着长边方向的宽度尺寸设定得比一对所述供给岐管部156a、156a小的供给连结部158a。在一方的供给岐管部156a不同体(或一体)地设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管160a。冷却介质供给配管160a从铅垂方向朝向水平方向倾斜而与一方的供给岐管部156a的上方端部连结。冷却介质供给配管160a从斜上方将冷却介质供给到一方的供给岐管部156a内。如图16所示，在供给岐管部156a的内壁面设有从直线部位162a经由弯曲部位162b平滑地倾斜的倾斜部位162c。冷却介质供给连通孔30a在供给岐管部156a内偏向外侧设置，倾斜部位162c设置在所述供给岐管部156a的内壁面上方的内侧的角部(与另一供给岐管部156a对置的角部)。倾斜部位162c优选至少设置在将冷却介质供给配管160a连结的一方的供给岐管部156a的内壁面。如图15及图16所示，冷却介质排出岐管154具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部156b、156b ;将一对所述排出岐管部156b、156b的下部侧彼此连结，且沿着长边方向的宽度尺寸设定得比一对所述排出岐管部156b、156b小的排出连结部158b。在排出岐管部156b上的与冷却介质供给配管160a对角的对角位置上设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管160b。该冷却介质排出配管160b从一方的排出岐管部156b的中央部位沿着水平方向(层叠方向)延伸。如图16所示，在排出岐管部156b的内壁面设有从直线部位164a经由弯曲部位164b平滑地倾斜的倾斜部位164c。冷却介质排出连通孔30b在排出岐管部156b内偏向外侧设置，倾斜部位164c设置在所述排出岐管部156b的内壁面上方的内侧的角部(与另一排出岐管部156b对置的角部)。倾斜部位164c优选至少设置在将冷却介质排出配管160b连结的一方的排出岐管部156b的内壁面。在该第六实施方式中，在一方的供给岐管部156a的上部连结有冷却介质供给配管160a，并且在所述供给岐管部156a的内壁面上方的内侧的角部设有倾斜部位162c。因此，能够尽可能地减少在供给岐管部156a内流动的冷却介质的压力损失，并且良好地提高所述冷却介质向一对冷却介质供给连通孔30a的分配性。由此，能够得到通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通等与上述的第四及第五实施方式同样的效果。图17是本发明的第七实施方式的燃料电池组170的简要立体说明图。在燃料电池组170中，在第一端板18a的外表面侧上下配置有冷却介质供给岐管172和冷却介质排出岐管174。冷却介质供给岐管172具备与第一端板18a的一对冷却介质供给连通孔30a、30a连通的一对供给岐管部176a、176a ;将一对所述供给岐管部176a、176a的上部侧彼此连结的供给连结部178a。 供给岐管部176a、176a沿着第一端板18a的长边方向(箭头C方向)具有长条的长方体形状。在一方的供给岐管部176a设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质供给配管120a。在供给岐管部176a的内壁面设有从直线部位180a经由弯曲部位180b平滑地倾斜的倾斜部位180c。冷却介质供给连通孔30a在供给岐管部176a内偏向内侧设置，倾斜部位180c设置在所述供给岐管部176a的内壁面下方的外侧的角部。倾斜部位180c优选至少设置在将冷却介质供给配管120a连结的一方的供给岐管部176a的内壁面。冷却介质排出岐管174具备与第一端板18a的一对冷却介质排出连通孔30b、30b连通的一对排出岐管部176b、176b ;将一对所述排出岐管部176b、176b的上部侧彼此连结的排出连结部178b。排出岐管部176b、176b沿着第一端板18a的长边方向(箭头C方向)具有长条的长方体形状。在位于与一方的供给岐管部176a对角的对角位置上的一方的排出岐管部176b设有向第一端板18a的外部延伸的冷却介质排出配管120b。在排出岐管部176b的内壁面设有从直线部位182a经由弯曲部位182b平滑地倾斜的倾斜部位182c。冷却介质排出连通孔30b在排出岐管部176b内偏向内侧设置，倾斜部位182c设置在所述排出岐管部176b的内壁面下方的外侧的角部。倾斜部位182c优选至少设置在将冷却介质排出配管120b连结的一方的排出岐管部176b的内壁面。在该第七实施方式中，在供给岐管部176a的内壁面设有从直线部位180a经由弯曲部位180b平滑地倾斜的倾斜部位180c。并且，冷却介质供给连通孔30a在供给岐管部176a内偏向内侧设置，倾斜部位180c设置在所述供给岐管部176a的内壁面下方的外侧的角部。因此，能够尽可能地减少在供给岐管部176a内流动的冷却介质的压力损失，并且良好地提高所述冷却介质向一对冷却介质供给连通孔30a的分配性。由此，能够得到通过简单的结构使冷却介质顺畅且均匀地向燃料电池供给流通等与上述的第四 第六实施方式同样的效果。
权利要求
1.一种燃料电池组，其层叠有在电解质(42)的两侧设有一对电极(44、46)的电解质-电极结构体(20)和隔板(22、24)，且在层叠方向两端配设有长方形形状的端板(18a、18b)，所述燃料电池组的特征在于， 在所述燃料电池组的相互对置的长边侧的两边分别设有沿着层叠方向连通而使冷却介质流通的一对冷却介质供给连通孔(30a)和一对冷却介质排出连通孔(30b)， 在一方的端板(18a)设有 与所述一对冷却介质供给连通孔(30a)连通且沿着所述两边的长条的一对供给岐管部(54a)； 将所述一对供给岐管部(54a)彼此连结的供给连结部(56a)，并且， 在一方的供给岐管部(54a)朝向从所述层叠方向倾斜的方向而连结有冷却介质供给配管(58a) ο
2.根据权利要求I所述的燃料电池组，其特征在于， 所述一对供给岐管部(54a)沿着铅垂方向长条地配设，并且， 所述供给连结部(56a)与所述一对供给岐管部(54a)的上部连结， 在所述一方的供给岐管部(54a)的下方端部连结所述冷却介质供给配管(58a)的端部，所述冷却介质供给配管(58a)从铅垂方向朝向水平方向倾斜，且从斜下方供给所述冷却介质。
3.根据权利要求I所述的燃料电池组，其特征在于， 所述一对供给岐管部(96a)沿着铅垂方向长条地配设，并且， 所述供给连结部(98a)与所述一对供给岐管部(96a)的下部连结， 在所述一方的供给岐管部(96a)的上方端部连结所述冷却介质供给配管(IOOa)的端部，所述冷却介质供给配管(IOOa)从铅垂方向朝向水平方向倾斜，且从斜上方供给所述冷却介质。
4.根据权利要求I所述的燃料电池组，其特征在于， 所述一对供给岐管部(76a)沿着铅垂方向长条地配设，并且， 所述供给连结部(78a)与所述一对供给岐管部(76a)的中央部连结， 在所述一方的供给岐管部(76a)的中央部连结所述冷却介质供给配管(80a)的端部，所述冷却介质供给配管(80a)从所述层叠方向朝向水平方向外方倾斜，且从斜侧方供给所述冷却介质。
5.根据权利要求I所述的燃料电池组，其特征在于， 在所述一方的端板(18a)设有 与所述冷却介质排出连通孔(30b)连通的一对排出岐管部(54b)； 将所述一对排出岐管部(54b)彼此连结的排出连结部(56b)，并且， 在一方的排出岐管部(54b)连结有沿着所述层叠方向延伸的冷却介质排出配管(58b)。
6.一种燃料电池组，其层叠有在电解质(42)的两侧设有一对电极(44、46)的电解质-电极结构体(20)和隔板(22、24)，且在层叠方向两端配设有长方形形状的端板(18a、18b)，所述燃料电池组的特征在于， 在所述燃料电池组的相互对置的长边侧的两边分别设有沿着层叠方向连通而使冷却介质流通的一对冷却介质供给连通孔(30a)和一对冷却介质排出连通孔(30b)， 在一方的端板(18a)设有 与所述一对冷却介质供给连通孔(30a)连通且沿着所述两边的长条的一对供给岐管部(116a、116a)； 将所述一对供给岐管部(116a、116a)彼此连结的供给连结部(118a)，并且， 至少在一方的供给岐管部(116a)的内壁面设有从直线部位经由弯曲部位平滑地倾斜的倾斜部位(122c)。
7.根据权利要求6所述的燃料电池组，其特征在于， 在所述一方的端板(18a)设有 与所述冷却介质排出连通孔(30b)连通且沿着所述两边的长条的一对排出岐管部(116b、116b)； 将所述一对排出岐管部(116b、116b)彼此连结的排出连结部(118b)，并且， 至少在一方的排出岐管部(116b)的内壁面设有从直线部位经由弯曲部位平滑地倾斜的倾斜部位(124c)。
8.根据权利要求6所述的燃料电池组，其特征在于， 所述一对供给岐管部(116a、116a)沿着铅垂方向长条地配设，并且， 所述供给连结部(118a)与所述一对供给岐管部(I 16a、116a)的上部连结， 至少在所述一方的供给岐管部(116a)的内壁面的下方角部设有所述倾斜部位(124c)。
9.根据权利要求6所述的燃料电池组，其特征在于， 所述一对供给岐管部(156a、156a)沿着铅垂方向长条地配设，并且， 所述供给连结部(158a)与所述一对供给岐管部(156a、156a)的下部连结， 至少在所述一方的供给岐管部(156a)的内壁面的上方角部设有所述倾斜部位(162c)。
10.根据权利要求6所述的燃料电池组，其特征在于， 所述一对供给岐管部(136a、136a)沿着铅垂方向长条地配设，并且， 所述供给连结部(138a)与所述一对供给岐管部(136a、136a)的中央部连结， 至少在所述一方的供给岐管部(136a)的内壁面的下方角部及上方角部分别设有所述倾斜部位(142c)。
11.根据权利要求6所述的燃料电池组，其特征在于， 在所述一方的供给岐管(116a)上朝向从所述层叠方向倾斜的方向而连结有冷却介质供给配管(120a)。
全文摘要
本发明提供一种燃料电池组。在构成燃料电池组(10)的第一端板(18a)上设有冷却介质供给岐管(50)及冷却介质排出岐管(52)。冷却介质供给岐管(50)具备与第一端板(18a)的一对冷却介质供给连通孔(30a、30a)连通的一对供给岐管部(54a、54a)；将一对所述供给岐管部(54a、54a)的上部侧彼此连结的供给连结部(56a)。在一方的供给岐管部(54a)的下方端部连结有从铅垂方向朝向水平方向倾斜规定的角度的冷却介质供给配管(58a)。
文档编号H01M8/24GK102856574SQ20121021128
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月20日 优先权日2011年6月28日
发明者铃木征治 申请人:本田技研工业株式会社