CN108933272A - 燃料电池堆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池堆。燃料电池堆(10)具有层叠体(14)，该层叠体(14)通过发电电池(12)沿水平方向层叠多个而成。形成有使氧化剂气体沿着电解质膜‑电极结构体(28a)的电极表面流动的氧化剂气体流路(48)。排出氧化剂反应气体的多个氧化剂气体排出连通孔(34b)沿发电电池(12)的层叠方向贯通形成。多个氧化剂气体排出连通孔(34b)分别与出口(35b)连通。多个氧化剂气体排出连通孔(34b)在与出口(35b)相反的一侧的端部通过第一连接流路(70)彼此连接。该燃料电池堆能够在燃料电池堆倾斜时，抑制生成水滞留在反应气体排出连通孔的纵深侧端部。

Description

燃料电池堆
技术领域
本发明涉及一种燃料电池堆。
背景技术
一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜。燃料电池具有电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)为在固体高分子电解质膜的一方的表面上设置有阳极电极，在所述固体高分子电解质膜的另一方的表面上设置有阴极电极的结构体。
电解质膜-电极结构体通过被隔离部件(Separator)(双极板)夹持而构成发电电池(单体燃料电池)。发电电池通过层叠规定数量，而例如作为车载用燃料电池堆使用。
在燃料电池堆中，在MEA与一方的隔离部件之间，作为一方的反应气体流路而形成有燃料气体流路，在MEA与另一方的隔离部件之间，作为另一方的反应气体流路而形成有氧化剂气体流路。另外，在燃料电池堆中，沿层叠方向形成有燃料气体供给连通孔、燃料气体排出连通孔、氧化剂气体供给连通孔和氧化剂气体排出连通孔，其中，燃料气体供给连通孔用于将燃料气体供给到燃料气体流路；燃料气体排出连通孔用于排出燃料气体；氧化剂气体供给连通孔用于将氧化剂气体供给到氧化剂气体流路；氧化剂气体排出连通孔用于排出氧化剂气体。这种结构的燃料电池堆例如已被日本发明专利公开公报特开2005-251526号公开。
发明内容
在现有技术的燃料电池堆中，燃料气体排出连通孔和氧化剂气体排出连通孔分别各设置有一个，这些反应气体排出连通孔在延伸方向上的一端侧的出口与岐管相连。因此，例如在搭载于车辆的燃料电池堆在层叠方向上产生倾斜的情况下，燃料电池堆内所生成的水(生成水)会存积在反应气体排出连通孔的纵深侧端部(与出口相反的一侧的端部)。其结果，配置于层叠方向上的端部的发电电池(端部电池)的压力损失上升，由此使反应气体难以进入到端部电池。在反应气体不足的发电电池中，浓度过电压(Concentration.Overvoltage)上升的同时，电池电压下降，由此发生发电不稳定。因此，可能难以持续发电。另外，由于存积在电池内的水，而引起电解质膜的劣化、电极催化剂的劣化、隔离部件的腐蚀，因此，使燃料电池堆的寿命缩短。
本发明是考虑到这种问题而创作出的，其目的在于，提供一种燃料电池堆，能够在燃料电池堆倾斜时，抑制生成水滞留在反应气体排出连通孔的纵深侧端部。
为了达成上述目的，本发明的燃料电池堆其具有沿水平方向层叠多个发电电池(12)而成的层叠体(14)，所述发电电池(12)具有：电解质膜-电极结构体，其通过将电极设置于电解质膜的两侧而构成；和隔离部件，其层叠于所述电解质膜-电极结构体，所述燃料电池堆形成有使反应气体沿着电极表面流动的反应气体流路，沿所述发电电池的层叠方向贯通形成有多个反应气体排出连通孔，所述多个反应气体排出连通孔与所述反应气体流路连通并排出所述反应气体，所述多个反应气体排出连通孔分别具有所述反应气体的出口，所述多个反应气体排出连通孔在与所述出口相反的一侧的端部通过连接流路彼此连接。
优选设置有用于排出生成水的排水通道，所述排水通道沿所述层叠方向贯通形成，且与所述连接流路连通。
优选所述连接流路设置于配置在所述层叠体的端部的接线板、绝缘子或端板。
优选所述多个反应气体排出连通孔具有配置在彼此不同的高度的两个反应气体排出连通孔，所述排水通道配置于比配置在下方侧的所述反应气体排出连通孔靠下方的位置。
优选设置有从所述连接流路的下端部向下方倾斜的中转流路，所述排水通道经由所述中转流路与所述连接流路连接。
在本发明的燃料电池堆中，形成有多个反应气体排出连通孔，并且，多个反应气体排出连通孔通过连接流路彼此连接。因此，在燃料电池堆倾斜时，能够减少或去除滞留于层叠体的反应气体排出连通孔的纵深侧端部的生成水(滞留水)的量。据此，能够提高燃料电池堆的发电稳定性。另外，通过滞留水减少或者不产生滞留水，能够延长电解质膜、电极催化剂和隔壁部件中的至少一个的寿命。
上述的目的、特征及优点通过参照附图所说明的以下的实施方式的说明可容易地理解。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的燃料电池堆的立体图。
图2是发电电池的立体分解图。
图3是从氧化剂气体流路侧观察到的第一金属隔离部件的结构说明图。
图4是燃料电池堆的包括多个氧化剂气体排出连通孔的表面处的示意性剖面图。
图5是燃料电池堆的包括多个燃料气体排出连通孔的表面处的示意性剖面图。
图6是图4和图5中的VI-VI的示意性剖面图。
图7是说明燃料电池堆的效果的示意性剖面图。
具体实施方式
以下，边参照附图，边以优选的实施方式为例对本发明所涉及的燃料电池堆进行说明。
如图1所示，本发明的实施方式所涉及的燃料电池堆10具有层叠体14，该层叠体14通过多个发电电池12沿水平方向(箭头A方向)或重力方向(箭头C方向)层叠而成。燃料电池堆10例如搭载于未图示的燃料电池电动汽车等燃料电池车辆。
在层叠体14的层叠方向(箭头A方向)上的一端，朝外方依次设置有接线板(terminal plate)(电力提取板)16a、绝缘子18a和端板(end plate)20a。在层叠体14的层叠方向上的另一端，朝外方依次设置有接线板16b、绝缘子18b和端板20b。一方的绝缘子18a配置于层叠体14与一方的端板20a之间。另一方的绝缘子18b配置于层叠体14与另一方的端板20b之间。绝缘子18a、18b由绝缘性材料、例如聚碳酸酯(PC)、酚树脂等形成。
端板20a、20b具有横长(也可以为纵长)的长方形状，并且，在各边之间配置有连接杆24。各连接杆24的两端固定于端板20a、20b的内表面，该各连接杆24对多个被层叠的发电电池12施加层叠方向(箭头A方向)的紧固载荷(Tightening load)。此外，燃料电池堆10可以构成为具有以端板20a、20b为端板的箱体，并在该箱体内收装层叠体14。
如图2所示，发电电池12为，带树脂框MEA28被第一金属隔离部件30和第二金属隔离部件32夹持。第一金属隔离部件30和第二金属隔离部件32例如通过将钢板、不锈钢板、铝板、镀膜处理钢板或者金属薄板的截面压力成型为波形而构成，其中，金属薄板的金属表面被实施了防腐蚀用表面处理。第一金属隔离部件30和第二金属隔离部件32通过对外周进行焊接、钎焊、咬口(Calking)等而接合为一体，构成接合隔离部件33。
带树脂框MEA28具有：电解质膜-电极结构体28a(以下称为“MEA28a”)；和树脂框部件46，其与MEA28a的外周部接合，并且环绕该外周部。MEA28a具有：电解质膜40；阳极电极(第一电极)42，其设置于电解质膜40的一方的表面；和阴极电极(第二电极)44，其设置于电解质膜40的另一方的表面。
电解质膜40例如为固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如为含有水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜40被阳极电极42和阴极电极44夹持。电解质膜40除氟基电解质以外，还可以使用HC(烃)基电解质。
详细内容并未图示，但是，阳极电极42具有：第一电极催化剂层，其与电解质膜40的一方的表面接合；和第一气体扩散层，其层叠于该第一电极催化剂层。阴极电极44具有：第二电极催化剂层，其与电解质膜40的另一方的表面接合；和第二气体扩散层，其层叠于该第二电极催化剂层。
在发电电池12的长边方向即箭头B方向(图2中、水平方向)上的一端缘部，沿层叠方向延伸而设置有氧化剂气体供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b和多个(例如，如本实施方式所示，两个)燃料气体排出连通孔38b(反应气体排出连通孔)。氧化剂气体供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b和多个燃料气体排出连通孔38b分别沿层叠方向贯通层叠体14、绝缘子18a和端板20a(也可以贯通接线板16a)。这些连通孔沿上下方向排列而设置。燃料气体排出连通孔38b排出作为一方的反应气体的燃料气体、例如含氢气体。氧化剂气体供给连通孔34a供给作为另一方的反应气体的氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质排出连通孔36b排出冷却介质。
氧化剂气体供给连通孔34a配置于沿上下方向隔开间隔而配置的两个冷却介质排出连通孔36b之间。多个燃料气体排出连通孔38b具有上侧燃料气体排出连通孔38b1和下侧燃料气体排出连通孔38b2。上侧燃料气体排出连通孔38b1配置于上侧的冷却介质排出连通孔36b的上方。下侧燃料气体排出连通孔38b2配置于下侧的冷却介质排出连通孔36b的下方。
在发电电池12的箭头B方向上的另一端缘部，沿层叠方向彼此连通而设置有燃料气体供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a和多个(例如，如本实施方式所示，两个)氧化剂气体排出连通孔34b(反应气体排出连通孔)。燃料气体供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a和多个氧化剂气体排出连通孔34b分别沿层叠方向贯通层叠体14、绝缘子18a和端板20a(也可以贯通接线板16a)。这些连通孔沿上下方向排列而设置。燃料气体供给连通孔38a供给燃料气体。冷却介质供给连通孔36a供给冷却介质。氧化剂气体排出连通孔34b排出氧化剂气体。氧化剂气体供给连通孔34a、多个氧化剂气体排出连通孔34b、燃料气体供给连通孔38a和多个燃料气体排出连通孔38b的配置并不局限于本实施方式。根据所要求的规格，适当地设定即可。
燃料气体供给连通孔38a配置于沿上下方向隔开间隔而配置的两个冷却介质供给连通孔36a之间。多个氧化剂气体排出连通孔34b具有上侧氧化剂气体排出连通孔34b1和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2。上侧氧化剂气体排出连通孔34b1配置于上侧的冷却介质供给连通孔36a的上方。下侧氧化剂气体排出连通孔34b2配置于下侧的冷却介质供给连通孔36a的下方。
如图1所示，氧化剂气体供给连通孔34a、冷却介质供给连通孔36a和燃料气体供给连通孔38a分别与设置于端板20a的入口35a、37a、39a连通。另外，氧化剂气体排出连通孔34b、冷却介质排出连通孔36b和燃料气体排出连通孔38b分别与设置于端板20a的出口35b、37b、39b连通。
如图2所示，在树脂框部件46的箭头B方向上的一端缘部设置有氧化剂气体供给连通孔34a、多个冷却介质排出连通孔36b和多个燃料气体排出连通孔38b。在树脂框部件46的箭头B方向上的另一端缘部设置有燃料气体供给连通孔38a、多个冷却介质供给连通孔36a和多个氧化剂气体排出连通孔34b。
也可以不使用树脂框部件46，而使电解质膜40向外方突出。另外，也可以在向外方突出的电解质膜40的两侧设置框形状的薄膜。
如图3所示，在第一金属隔离部件30的朝向带树脂框MEA28的表面30a上，例如设置有沿箭头B方向延伸的氧化剂气体流路48。氧化剂气体流路48以能够使流体流过的方式与氧化剂气体供给连通孔34a及氧化剂气体排出连通孔34b连通。氧化剂气体流路48在沿箭头B方向延伸的多条凸部48a之间具有直线状流路槽(或波状流路槽)48b。
在氧化剂气体供给连通孔34a与氧化剂气体流路48之间，通过压力成型而设置有入口缓冲部50a，该入口缓冲部50a具有多个凸起部(emboss)。在氧化剂气体排出连通孔34b与氧化剂气体流路48之间，通过压力成型而设置有出口缓冲部50b，该出口缓冲部50b具有多个凸起部(emboss)。
在第一金属隔离部件30的表面30a上，通过压力成型而向带树脂框MEA28鼓出成型有多个金属压制肋密封部(metal beadseal)。替代该金属压制肋密封部，也可以设置有由弹性材料构成的凸状弹性密封部。多个金属压制肋密封部具有外侧压制肋部(bead)52a、内侧压制肋部52b和多个连通孔压制肋部52c。外侧压制肋部52a环绕表面30a的外周缘部。内侧压制肋部52b环绕氧化剂气体流路48、氧化剂气体供给连通孔34a和氧化剂气体排出连通孔34b的外周且使这些连通孔连通。
多个连通孔压制肋部52c分别环绕燃料气体供给连通孔38a、燃料气体排出连通孔38b、冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b。此外，外侧压制肋部52a根据需要设置即可，也可以不设置。
如图2所示，在第二金属隔离部件32的朝向带树脂框MEA28的表面32a上，例如形成有沿箭头B方向延伸的燃料气体流路58。燃料气体流路58以能够使流体流过的方式与燃料气体供给连通孔38a及燃料气体排出连通孔38b连通。燃料气体流路58在沿箭头B方向延伸的多条凸部58a之间具有直线状流路槽(或波状流路槽)58b。
在燃料气体供给连通孔38a与燃料气体流路58之间，通过压力成型而设置有入口缓冲部60a，该入口缓冲部60a具有多个凸起部。在燃料气体排出连通孔38b与燃料气体流路58之间，通过压力成型而设置有出口缓冲部60b，该出口缓冲部60b具有多个凸起部。
在第二金属隔离部件32的表面32a上，通过压力成型而向带树脂框MEA28鼓出成型有多个金属压制肋密封部。替代该金属压制肋密封部，也可以设置有由弹性材料构成的凸状弹性密封部。多个金属压制肋密封部具有外侧压制肋部62a、内侧压制肋部62b和多个连通孔压制肋部62c。外侧压制肋部62a环绕表面32a的外周缘部。内侧压制肋部62b在比外侧压制肋部62a靠内侧的位置环绕燃料气体流路58、燃料气体供给连通孔38a和燃料气体排出连通孔38b的外周且使这些连通孔连通。
多个连通孔压制肋部62c分别环绕氧化剂气体供给连通孔34a、氧化剂气体排出连通孔34b、冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b。此外，外侧压制肋部62a根据需要设置即可，也可以不设置。
在通过焊接或钎焊而彼此接合的第一金属隔离部件30的表面30b与第二金属隔离部件32的表面32a之间形成有冷却介质流路66，该冷却介质流路66以能够使流体流过的方式与冷却介质供给连通孔36a和冷却介质排出连通孔36b连通。冷却介质流路66与形成有氧化剂气体流路48的第一金属隔离部件30的背面形状和形成有燃料气体流路58的第二金属隔离部件32的背面形状相互重叠而形成。
如图4所示，上侧氧化剂气体排出连通孔34b1和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2在出口35b的相反侧的端部(纵深侧端部)通过第一连接流路70彼此连接。此外，在图4中，为了易于理解，省略了燃料气体供给连通孔38a和冷却介质供给连通孔36a(图2)的图示。在本实施方式中，第一连接流路70设置于绝缘子18b。
具体而言，第一连接流路70在绝缘子18b内沿上下方向延伸。第一连接流路70具有：第一上侧连通孔连接部70a，其与上侧氧化剂气体排出连通孔34b1相邻；第一下侧连通孔连接部70b，其与下侧氧化剂气体排出连通孔34b2相邻；和第一中间部70c，其连接第一上侧连通孔连接部70a和第一下侧连通孔连接部70b之间。如图6所示，第一中间部70c的流路宽度(箭头B方向上的流路宽度)小于第一上侧连通孔连接部70a和第一下侧连通孔连接部70b的各流路宽度。此外，第一中间部70c的流路宽度也可以与第一上侧连通孔连接部70a和第一下侧连通孔连接部70b的各流路宽度相等，或者大于该各流路宽度。
与本实施方式不同，第一连接流路70也可以设置于接线板16b或端板20b。或者，第一连接流路70也可以设置于连接流路部件，该连接流路部件设置于绝缘子18b和端板20b的外部。
如图4所示，在燃料电池堆10上设置有第一排水通道72，该第一排水通道72用于排出在燃料电池堆10运转时(发电时)在燃料电池堆10内的阴极侧所产生的生成水W(参照图7)。在第一排水通道72的外周设置有密封部72a(参照图2)。第一排水通道72沿层叠方向(箭头A方向)贯通形成，且与第一连接流路70连通。第一排水通道72配置于比下侧氧化剂气体排出连通孔34b2的最下部靠下方的位置。
在燃料电池堆10上设置有第一中转流路74，该第一中转流路74使第一连接流路70和第一排水通道72以能够使流体流过的方式连通。第一中转流路74具有与第一排水通道72相邻的第一排水通道连接部74a。在本实施方式中，第一中转流路74设置于绝缘子18b。此外，在第一连接流路70设置于端板20b的情况下，优选第一中转流路74也设置于端板20b。第一连接流路70和第一中转流路74也可以分别设置于绝缘子18b和端板20b。
如图3所示，第一排水通道72相对于下侧氧化剂气体排出连通孔34b2，配置于与层叠方向正交的水平方向(箭头B方向)上的内侧。如图6所示，第一中转流路74与第一连接流路70的最下部连接，并且从第一连接流路70向第一排水通道72朝下方倾斜。
如图5所示，上侧燃料气体排出连通孔38b1和下侧燃料气体排出连通孔38b2在出口39b的相反侧的端部(纵深侧端部)通过第二连接流路80彼此连接。此外，在图5中，为了易于理解，省略了氧化剂气体供给连通孔34a和冷却介质排出连通孔36b的图示。在本实施方式中，第二连接流路80设置于绝缘子18b。
具体而言，第二连接流路80在绝缘子18b内沿上下方向延伸。第二连接流路80具有：第二上侧连通孔连接部80a，其与上侧燃料气体排出连通孔38b1相邻；第二下侧连通孔连接部80b，其与下侧燃料气体排出连通孔38b2相邻；和第二中间部80c，其连接第二上侧连通孔连接部80a与第二下侧连通孔连接部80b之间。如图6所示，第二中间部80c的流路宽度(箭头B方向上的流路宽度)小于第二上侧连通孔连接部80a和第二下侧连通孔连接部80b的各流路宽度。此外，第二中间部80c的流路宽度也可以与第二上侧连通孔连接部80a和第二下侧连通孔连接部80b的各流路宽度相等，或者大于该各流路宽度。
与本实施方式不同，第二连接流路80也可以设置于接线板16b或端板20b。或者，第二连接流路80也可以设置于连接流路部件，该连接流路部件设置于绝缘子18b和端板20b的外部。
如图5所示，在燃料电池堆10上设置有第二排水通道82，该第二排水通道82用于排出在燃料电池堆10运转时(发电时)在燃料电池堆10内的阳极侧所产生的生成水W(参照图7)。在第二排水通道82的外周设置有密封部82a(参照图2)。第二排水通道82沿层叠方向(箭头A方向)贯通形成且与第二连接流路80连通。第二排水通道82配置于比下侧燃料气体排出连通孔38b2的最下部靠下方的位置。
在燃料电池堆10上设置有第二中转流路84，该第二中转流路84使第二连接流路80和第二排水通道82以能够使流体流过的方式连通。第二中转流路84具有与第二排水通道82相邻的第二排水通道连接部84a。在本实施方式中，第二中转流路84设置于绝缘子18b。此外，在第二连接流路80设置于端板20b的情况下，优选第二中转流路84也设置于端板20b。第二连接流路80和第二中转流路84也可以分别设置于绝缘子18b和端板20b。
如图2所示，第二排水通道82相对于下侧燃料气体排出连通孔38b2，配置于与层叠方向正交的水平方向(箭头B方向)上的内侧。如图6所示，第二中转流路84与第二连接流路80的最下部连接，并且从第二连接流路80向第二排水通道82朝下方倾斜。
此外，第一连接流路70和第二连接流路80也可以仅设置有其中任一方。第一排水通道72和第二排水通道82也可以仅设置有其中任一方。
以下对这种结构的燃料电池堆10的动作进行说明。
首先，如图1所示，含氧气体等氧化剂气体、例如空气被供给到端板20a的氧化剂气体供给连通孔34a(入口35a)。含氢气体等燃料气体被供给到端板20a的燃料气体供给连通孔38a(入口39a)。纯水、乙二醇、油等冷却介质被供给到端板20a的冷却介质供给连通孔36a(入口37a)。
如图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体供给连通孔34a被导入到第一金属隔离部件30的氧化剂气体流路48。氧化剂气体沿着氧化剂气体流路48向箭头B方向移动，而被供给到MEA28a的阴极电极44。
另一方面，如图2所示，燃料气体从燃料气体供给连通孔38a被导入到第二金属隔离部件32的燃料气体流路58。燃料气体沿着燃料气体流路58向箭头B方向移动，而被供给到MEA28a的阳极电极42。
因此，在各MEA28a中，被供给到阴极电极44的氧化剂气体和被供给到阳极电极42的燃料气体在第二电极催化剂层和第一电极催化剂层内通过电化学反应来被消耗，而进行发电。
接着，被供给到阴极电极44而消耗的氧化剂气体沿着氧化剂气体排出连通孔34b向箭头A方向排出。同样，被供给到阳极电极42而消耗的燃料气体沿着燃料气体排出连通孔38b向箭头A方向排出。
另外，被供给到冷却介质供给连通孔36a的冷却介质被导入到形成于第一金属隔离部件30和第二金属隔离部件32之间的冷却介质流路66之后，沿箭头B方向流通。该冷却介质在对MEA28a进行冷却之后，从冷却介质排出连通孔36b排出。
在这种情况下，本实施方式所涉及的燃料电池堆10会得到以下效果。
在燃料电池堆10中，形成有高度彼此不同的多个氧化剂气体排出连通孔34b，并且，多个氧化剂气体排出连通孔34b通过第一连接流路70彼此连接(图4)。另外，形成有高度彼此不同的多个燃料气体排出连通孔38b，并且，多个燃料气体排出连通孔38b通过第二连接流路80彼此连接(图5)。
因此，如图7所示，在燃料电池堆10相对于水平面S倾斜时(例如，在搭载有燃料电池堆10的车辆倾斜时)，生成水W从上侧氧化剂气体排出连通孔34b1经由第一连接流路70向第一排水通道72流动。另外，生成水W从下侧氧化剂气体排出连通孔34b2向第一排水通道72流动。并且，当超过第一排水通道72的容积的生成水W流入第一排水通道72时，生成水W从第一排水通道72的出口73排出。
虽然详细内容并未图示，但是，对于阳极侧的流路(图5)，也同样地，在燃料电池堆10倾斜时，生成水W从上侧燃料气体排出连通孔38b1经由第二连接流路80向第二排水通道82流动。另外，生成水W从下侧燃料气体排出连通孔38b2向第二排水通道82流动。并且，在超过第二排水通道82的容积的生成水W流入第二排水通道82的情况下，生成水W从第二排水通道82的出口83(参照图1)排出。
因此，根据燃料电池堆10，在燃料电池堆10倾斜时，能够减少或去除滞留于层叠体14(反应气体排出连通孔)的端部的生成水W(滞留水)的量。据此，能够提高燃料电池堆10的发电稳定性。另外，通过在燃料电池堆10内，滞留水减少或者不产生滞留水，能够延长电解质膜40、电极催化剂和隔离部件中的至少一个的寿命。
在燃料电池堆10上设置有用于排出生成水W的第一排水通道72和第二排水通道82。并且，第一排水通道72和第二排水通道82沿层叠方向贯通形成，且分别与第一连接流路70和第二连接流路80连通。根据该结构，能够促进生成水W经由第一排水通道72和第二排水通道82排出，因此，能够更有效地减少滞留水，或者防止滞留水的产生。
第一连接流路70和第二连接流路80设置于配置在层叠体14的端部的绝缘子18b或端板20b。据此，能够通过简单且经济的结构来设置第一连接流路70和第二连接流路80。
多个氧化剂气体排出连通孔34b具有配置于彼此不同的高度的上侧氧化剂气体排出连通孔34b1和下侧氧化剂气体排出连通孔34b2。另外，多个燃料气体排出连通孔38b具有配置于彼此不同的高度的上侧燃料气体排出连通孔38b1和下侧燃料气体排出连通孔38b2。并且，第一排水通道72和第二排水通道82分别配置于比下侧氧化剂气体排出连通孔34b2和下侧燃料气体排出连通孔38b2靠下方的位置。根据该结构，能够通过重力的作用来进一步促进生成水W的排出。
在本实施方式中，采用了所谓的各电池冷却结构，该各电池冷却结构以如下方式形成：构成在两块金属隔离部件之间夹持电解质膜-电极结构体的电池单元，并且在各电池单元之间形成冷却介质流路。对此，例如，也可以构成如下电池单元，该电池单元具有三块以上的金属隔离部件和两块以上的电解质膜-电极结构体，其通过交替层叠金属隔离部件和电解质膜-电极结构体而成。此时，能够构成在各电池单元之间形成有冷却介质流路的所谓的间隔冷却结构。
或者，也可以设置第一连接流路70和第二连接流路80，而不设置第一排水通道72和第二排水通道82。即使在没有设置第一排水通道72和第二排水通道82的情况下，在燃料电池堆10倾斜时，生成水W也经由第一连接流路70从上侧氧化剂气体排出连通孔34b1向下侧氧化剂气体排出连通孔34b2流动，并且经由第二连接流路80从上侧燃料气体排出连通孔38b1向下侧燃料气体排出连通孔38b2流动。据此，与没有设置第一连接流路70和第二连接流路80的情况相比，能够进一步减少上侧氧化剂排出连通孔34b1和上侧燃料气体排出连通孔38b1的纵深侧端部处的滞留水的产生量。也可以不设置第一排水通道72和第二排水通道82，而将生成水W从各排出连通孔的纵深侧端部直接排出到外部。
本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种改变。

Claims (10)

1.一种燃料电池堆(10)，其具有沿水平方向层叠多个发电电池(12)而成的层叠体(14)，所述发电电池(12)具有：电解质膜-电极结构体(28a)，其通过将电极设置于电解质膜的两侧而构成；和隔离部件(30、32)，其层叠于所述电解质膜-电极结构体(28a)，所述燃料电池堆(10)形成有使反应气体沿着电极表面流动的反应气体流路(48、58)，其特征在于，
沿所述发电电池(12)的层叠方向贯通形成有多个反应气体排出连通孔(34b、38b)，所述多个反应气体排出连通孔(34b、38b)与所述反应气体流路(48、58)连通并排出所述反应气体，
所述多个反应气体排出连通孔(34b、38b)分别具有所述反应气体的出口(35b、39b)，
所述多个反应气体排出连通孔(34b、38b)在与所述出口(35b、39b)相反的一侧的端部通过连接流路(70、80)彼此连接。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
设置有用于排出生成水的排水通道(72、82)，
所述排水通道(72、82)沿所述层叠方向贯通形成，且与所述连接流路(70、80)连通。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
所述连接流路(70、80)设置于配置在所述层叠体(14)的端部的接线板(16b)、绝缘子(18b)或端板(20b)。
4.根据权利要求2所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
所述多个反应气体排出连通孔(34b、38b)具有配置在彼此不同的高度的两个反应气体排出连通孔(34b1、34b2、38b1、38b2)，
所述排水通道(72、82)配置于比配置在下方侧的所述反应气体排出连通孔(34b2、38b2)靠下方的位置。
5.根据权利要求4所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
设置有从所述连接流路(70、80)的下端部向下方倾斜的中转流路(74、84)，
所述排水通道(72、82)经由所述中转流路(74、84)与所述连接流路(70、80)连接。
6.根据权利要求1所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
作为所述反应气体流路(48、58)，具有氧化剂气体流路(48)和燃料气体流路(58)，
多个反应气体排出连通孔(34b、38b)具有与所述氧化剂气体流路(48)连通的多个氧化剂气体排出连通孔(34b)、和与所述燃料气体流路(58)连通的多个燃料气体排出连通孔(38b)，
所述连接流路(70、80)具有与所述多个氧化剂气体排出连通孔(34b)连通的第一连接流路(70)、和与所述多个燃料气体排出连通孔(38b)连通的第二连接流路(80)，
在比所述多个氧化剂气体排出连通孔(34b)靠下方的位置设置有第一排水通道(72)，该第一排水通道(72)沿所述层叠方向贯通形成且与所述第一连接流路(70)连通，
在比所述多个燃料气体排出连通孔(38b)靠下方的位置设置有第二排水通道(82)，该第二排水通道(82)沿所述层叠方向贯通形成且与所述第二连接流路(80)连通。
7.根据权利要求6所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
所述第一排水通道(72)和所述第二排水通道(82)设置于比所述氧化剂气体流路(48)和燃料气体流路(58)靠下方的位置。
8.根据权利要求2所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
在电解质膜-电极结构体(28a)的外周部接合有树脂框部件(46)，
所述排水通道(72、82)贯通形成于所述树脂框部件(46)和所述隔离部件(30、32)。
9.根据权利要求8所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
在所述隔离部件(30、32)上设置有密封部，该密封部包围所述排水通道(72、82)且与所述树脂框部件(46)紧贴。
10.根据权利要求9所述的燃料电池堆(10)，其特征在于，
所述密封部为向所述树脂框部件(46)突出形成的压制肋密封部(72a、82a)。
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