JP5504145B2 - 燃料電池スタック - Google Patents
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Description
20…電解質 22…カソード電極
24…アノード電極 26…電解質・電極接合体
28…酸化剤ガス通路
30、110、122、122a、122b…セパレータ
32、112…挟持部 33、35…連結部
34、114…橋架部 36、124…反応ガス供給部
38…燃料ガス通路 40、42、44…プレート
46、62、76…反応ガス供給部材 48…燃料ガス供給連通孔
50…燃料ガス導出連通孔 52…酸化剤ガス供給連通孔
54、64、78…橋架部材 56、66、80…挟持部材
58…燃料ガス供給孔 60…燃料ガス戻し孔
68…燃料ガス供給通路 70…燃料ガス戻し通路
72…改質触媒 74…酸化剤ガス供給通路
82…酸化剤ガス供給孔 84…空間
86…封止部材 88…酸化剤ガス排出連通孔
90…エンドプレート 98、132…荷重付与機構
108…錘部材
Claims (17)
- 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体と、セパレータとが積層される燃料電池を設け、複数の前記燃料電池が積層される燃料電池スタックであって、
前記セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、前記アノード電極に接する一方の面側に形成され、前記アノード電極の電極面に沿って燃料ガスを供給する燃料ガス通路、及び前記カソード電極に接する他方の面側に形成され、前記カソード電極の電極面に沿って酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路が個別に設けられる挟持部と、
前記挟持部に連結される橋架部と、
前記橋架部に連結される反応ガス供給部と、
を備え、
前記橋架部には、前記燃料ガスを積層方向に形成される燃料ガス供給孔を介して前記燃料ガス通路に供給するための燃料ガス供給通路、前記燃料ガス通路を流通した前記燃料ガスを前記積層方向に形成される燃料ガス戻し孔を介して戻すための燃料ガス戻し通路、及び前記酸化剤ガスを前記積層方向に形成される酸化剤ガス供給孔を介して前記酸化剤ガス通路に供給するための酸化剤ガス供給通路が、それぞれ前記積層方向に交差する方向に形成され、
前記反応ガス供給部には、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給通路に供給するための燃料ガス供給連通孔、前記燃料ガス戻し通路を流通した前記燃料ガスを導出するための燃料ガス導出連通孔、及び前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給通路に供給するための酸化剤ガス供給連通孔が、それぞれ前記積層方向に形成され、
前記橋架部は、前記反応ガス供給部と一体に前記挟持部の外周全周を周回することを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1記載の燃料電池スタックにおいて、前記挟持部には、前記燃料ガス通路と前記燃料ガス供給通路とを連通させる少なくとも1つ以上の前記燃料ガス供給孔が前記積層方向に設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項1又は2記載の燃料電池スタックにおいて、前記挟持部には、前記酸化剤ガス通路と前記酸化剤ガス供給通路とを連通させる少なくとも1つ以上の前記酸化剤ガス供給孔が前記積層方向に設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記挟持部には、前記燃料ガス通路と前記燃料ガス戻し通路とを連通させる少なくとも1つ以上の前記燃料ガス戻し孔が前記積層方向に設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項2記載の燃料電池スタックにおいて、前記挟持部には、前記燃料ガス通路と前記燃料ガス戻し通路とを連通させる少なくとも1つ以上の前記燃料ガス戻し孔が前記積層方向に設けられるとともに、
前記燃料ガス戻し孔は、前記燃料ガス供給孔よりも前記挟持部の周縁側に配置されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記挟持部の外周と前記橋架部及び前記反応ガス供給部の内周との間に空間部が形成されるとともに、
前記空間部は、前記酸化剤ガス通路を流通した前記酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔を構成することを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記セパレータは、前記挟持部と前記橋架部とを連結する第1連結部と、
前記橋架部と前記反応ガス供給部とを連結する第2連結部と、
を備え、
前記第1連結部と前記第2連結部とは、前記挟持部を挟んで互いに対向する位置に設定されることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記燃料ガス供給通路の少なくとも一部には、前記燃料ガスを改質するための改質触媒が配設されることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガス供給部は、前記燃料ガス供給連通孔と前記燃料ガス導出連通孔との間に、前記酸化剤ガス供給連通孔が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項9記載の燃料電池スタックにおいて、前記燃料ガス供給連通孔、前記酸化剤ガス供給連通孔及び前記燃料ガス導出連通孔は、前記挟持部の外形形状に沿って配列されることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記反応ガス供給部は、前記燃料ガス供給連通孔と前記酸化剤ガス供給連通孔との間に、前記燃料ガス導出連通孔が設けられることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項11記載の燃料電池スタックにおいて、前記燃料ガス供給連通孔、前記燃料ガス導出連通孔及び前記酸化剤ガス供給連通孔は、前記挟持部の外形形状に交差する方向に沿って配列されることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記挟持部は、円形状乃至長円形状を有するとともに、
前記橋架部は、前記反応ガス供給部と一体に円形リング状乃至長円形リング状を有することを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記橋架部は、前記反応ガス供給部の一端に連結される第1辺部と、
前記反応ガス供給部の他端に連結される第2辺部と、
を有し、
前記セパレータは、前記第1辺部に前記燃料ガス供給通路が形成され且つ前記第2辺部に前記燃料ガス戻し通路が形成される第1セパレータと、
前記第1辺部に前記燃料ガス戻し通路が形成され且つ前記第2辺部に前記燃料ガス供給通路が形成される第2セパレータと、
を備えることを特徴とする燃料電池スタック。 - 請求項14記載の燃料電池スタックにおいて、1以上の前記第1セパレータと1以上の前記第2セパレータとが、交互に積層されることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載の燃料電池スタックにおいて、前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする燃料電池スタック。
- 請求項16記載の燃料電池スタックにおいて、前記固体酸化物形燃料電池は、平板積層型固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする燃料電池スタック。
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